理微特种空气净化器的工作原理图
室内的污染空气从下部的进风窗进入空气净化器。低噪声风机组除了克服各级过滤器的阻力外,还提供足够的通风量以保证室内的换气次数。静电场装置与复合过滤吸附装置组成了“组合式静电场装置”。“三除”(除菌、除尘、除有害气体)就是在这一部件中完成的。气流通过第一级粗效过滤器后,从第二级窄间距拼装积木式窄间距静电场装置进入,气体中的尘埃粒子,包括微生物粒子能够迅速通过锯齿状放电电极与收尘管极荷电,并达到饱和电量。部分带电尘粒在平行管状收尘电极的作用下从气流中分离出来被收集到管状收尘电极上。部分带电尘粒(包括微生物粒子)穿过拼装积木式窄间距静电场装置,被第三级后置的复合介质吸附层捕捉。充填在过滤网中间介质框架中的介质,可以吸附气流中的甲醛、苯系物、TVOC等有害物质。经过净化的空气从出风窗吹出并均匀地分布到室内每个角落。设在顶部的负离子发生器可以根据需要,选择释放一定浓度的负离子。底部的脚轮可以随意移动或调节各种角度。
静电吸附式空气净化消毒器的消毒的原理与紫外线、臭氧及化学药物等消毒方法不同,是用高效除尘的方法来高效去除细菌,从而达到除菌消毒的目的。
在空气中,细菌与病毒等生物污染物都是呈分散颗粒状的,而且其颗粒的直径很小,其沉降速度可以忽略。从这个意义上讲,细菌与病毒等生物污染物可以看作是一种生物气溶胶。室内空气污染物中直径为0.1微米至10微米的气溶胶被称作为可吸入颗粒物。细菌与病毒的粒子直径正好在这个范围之内,加上其可能致病的因素,因此,对人体健康的威胁更大。
静电吸附式空气净化消毒器的核心是一种特殊设计的正离子发生器,它能持续不断地产生高浓度的正离子。空气中的细菌处于正离子的极度包围之中,迅速获得饱和电量。带负电的细菌在高浓度、高能量的正离子浸润作用下,会迅速发生电解过程。由于快速的能量释放,细菌的细胞壁会遭受严重的破坏。足够的正离子会穿透多孔的细胞壁,渗透到细胞内部,破坏细胞电解质,损坏细胞膜,导致细菌死亡。电刺激作用杀死生物的应用例子很多,但要捕杀与杀灭微米级及亚微米级的细菌或直径更小的病毒,则需要很好的专业设计。
荷电颗粒进入过滤吸附装置的中性面边界层时,会被镜象力所吸引。纤维滤材保持电中性,而颗粒污染物在电离区带上饱和电量的电荷后进入纤维过滤层,这就构成了镜象力吸引的条件。带电粒子接近纤维滤材的纤维表面时(距离大约可以达到1mm),就有足够的镜象力吸引作用,使其克服惯性阻力与粘滞阻力进至中性的纤维层表面而被吸附。
镜象力不同于库仑力。镜象力是离子诱发产生的。由于引进了镜象力概念,带电粒子与中性粒子在纤维过滤层中的迁移过程就发生了质的区别。这就是为什么静电吸附式净化消毒器的除尘除菌效率要优于过滤除尘的原因,也就是静电加过滤会产生1+1大于2效应的内在原因。
现有的试验已证明静电吸附式空气净化消毒器除菌消毒的效果非常理想,但还没有试验能证明其能对细菌繁殖体、细胞芽孢、空气中的自然菌以及真菌等具有杀灭作用。
目前公开的研究成果表明,采用介质吸附的方法,净化室内空气中的甲醛等有害气体是最为行之有效的方法。在刚刚结束的2008奥运会空气净化产品检测总结会上,净化甲醛效果最佳的十种产品中,采用介质吸附原理的占有9席。本产品名列第一。
吸附是一种固体表面现象,固体表面由于存在着一种未平衡的分子间引力或称为化学键,而使通过的气体被吸引并保持在固体表面上。
吸附介质大多采用比表面积较大的多孔性固体,具有巨大的内表面,也就是具有较大的吸附容量。 浸渍技术是对吸附介质进行化学处理,使其化学吸附能力与选择性大幅提高的先进的后处理技术。针对不同的有害气体,可以采用不同的化学吸附的方法进行处理。例如,参加2008奥运会空气净化产品检测荣获第一的产品,就使用了采用强氧化剂浸渍的化学吸附介质。对于氨、苯类、臭氧、二氧化硫、二氧化氮都可以采用不同的化学吸附介质,达到最好的净化效果。目前对于一氧化碳尚未筛选出合适的商业化的化学吸附介质。
拼装积木式锯齿管极式三电极电场(发明专利申请号:200710038821.4)是最新研究的科研成果。图3为这种新电场的结构图。
这种电场的放电区由锯齿状放电极与管状收尘极组成,收尘区由管状放电极与收尘极组成,放电极与收尘极平行布置,放电极两端连接放电极连接件,收尘极两端连接收尘极连接件,放电极连接件和收尘极连接件分别嵌入绝缘子的凹槽内,放电极连接件和收尘极连接件用于将放电极和收尘极固定在绝缘子上。锯齿状放电极比细线具有较低的起晕电压,较小的电晕电流,有较好的电晕放电效果,且没有断线的可能。 每个绝缘子单元就是一个子放电区和一个子收尘区,将若干个绝缘子单元拼装起来就形成大的放电区和收尘区,可以根据需要进行拼装,使用起来非常方便。 圆管形收电极比平板具有不易变形的优点,在相同的空间内,圆管形收电极的比表面积大于平板、圆筒状或蜂巢状等电极。同时,圆管形电极采用型材,简化了加工的程序,节约了加工成本。圆管形电极之间留有间隙,有利于提高容尘量与提高电场内气流分布的均匀度。 本发明具有如下优点: (1)采用绝缘子定位保证放电区与收尘区的精确定位,以及放电极与收尘极之间的绝缘; (2)采用锯齿状或圆管形制成的电极不易断裂,确保使用的可靠性; (3)采用绝缘子单元拼装的方式可以变换成诸多种外形,通过调节电极的长度和绝缘子的数量调整 该装置的外形,以适应不同的空调,尤其是中央空调; (4)采用绝缘子单元拼装的方式还省去了开设不同模具的麻烦,节约生产成本; (5)绝缘子安装在静电场装置的两侧,不会受到含尘气流的污染,从而克服了绝缘子因含尘气流污染 或高湿气体的影响造成局部放电或爬电的缺陷。