信振东
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摘要：伴随着自然环境污染的加剧，大气污染问题也越来越受到人们的关注，尤其在我国，部分城市由于季风的影响，冬季空气污染非常严重。当前的室内空气污染有别于室外空气污染，人的大多数时间都停留在室内，室内空气污染来源很多，空气污染的程度远远超过室外空气污染。甲醛是装修房屋的主要污染物，广泛应用于各类胶粘剂、人造板、油漆、涂料等行业。人长期吸入含有这些污染物的气体，就会引起各种慢性呼吸道和神经系统疾病。因此，越来越多的企业开始重视研究、开发和生产能更高效率的净化室内空气、改善人们生活环境的空气净化器产品。
关键词：空气净化技术；中央空调；应用
1 空气净化技术
1.1 光催化净化技术
光催化净化技术利用二氧化钛等半导体材料的光致空穴激发水分子和氧气成为强氧化性物质，从而将有机污染物氧化为二氧化碳和水等无害分子。基于光催化原理的中央空调消毒模块是将催化剂镀在载体上，用特定波长的紫外光源照射催化剂。开启风机使空气以一定流速经过载体，催化剂在紫外线的照射下能在短时间内迅速杀灭空气中的病毒和细菌，是预防呼吸道传染性疾病，防止空气传播病毒细菌，消除二手烟危害和降解室内污染的高效多因子空气净化技术，能有效去除VOCs、臭味、细菌、病毒和灰尘。
纳米材料的引入大幅增加了半导体材料的比表面积，彻底解决了传统催化技术效率低下的问题。纳米光催化主要有封装的紫外杀菌光和纳米材料制成的钠钛网组成，与空气接触面积提高5倍，可同时杀灭细菌、真菌和病毒，并可联合紫外、光催化和臭氧共同作用，是一种光谱的空气净化技术。日本在纳米光催化技术领域的研究和应用最好。
1.2 紫外线消毒技术
紫外线空气消毒技术是通过波长在240～280 nm范围的紫外线直接照射细菌、病毒等微生物的有机分子使之分解失活从而达到空气净化的效果，其中波长为253.7 nm时杀菌作用最强。紫外线照射细菌必须满足一定的辐射剂量才能破坏细菌和病毒的核糖酸(RNA)和脱氧核糖酸(DNA)结构，而且紫外线的照射会损伤人体皮肤，再加上产生紫外线的能耗很高，所以目前主要应用在医院消毒。目前有厂家推出了循环风紫外线空气消毒技术，不仅杀毒快速而且可以用于有人的场合，有望解决紫外线消毒技术在中央空调系统应用中的瓶颈。
1.3 臭氧消毒技术
臭氧消毒是利用臭氧的强氧化能力去除空气中的VOCs等有机物。中央空调系统中利用循环风携带臭氧扩散至整个空间，即可达到灭菌的效果。但臭氧具有一定的腐蚀性，且强烈刺激人体的呼吸道黏膜，所以必须严格控制室内的臭氧量，目前还没有很好的控制臭氧浓度的方法，所以实际应用不多。
1.4 低温等离子体净化技术
低温等离子体空气净化技术是通过极不均匀电场电晕放电或气体低压辉光放电等产生等离子体，利用等离子体的活性粒子同时分解有机污染物、杀灭细菌并脱除空气中的悬浮固体颗粒的空气净化技术。低温等离子体不仅可以净化有害气体和悬浮颗粒物，而且可以调节离子平衡，具有广阔的应用前景，但受限于理论研究，目前还没有广泛应用于中央空调的空气净化。
1.5负离子净化技术
负离子净化是利用高压电场放电使空气电离产生负氧离子吸附空气中的灰尘和烟雾等污染物，也可杀灭空气中的细菌和病毒。闭合空间内负离子净化技术的效果已得到认可，但人流量大、空间大的场所负离子净化技术的效果有待研究。日本夏普公司独自开发的净离子群净化技术通过净离子发生装置高压放电释放正、负离子群，分解空气中的浮游霉菌、病毒等有害物质，从而达到净化空气的效果。目前有报道，采用纳米级的电触媒材料作为释放尖端，只需要很微弱的电流就可以将大量的负离子释放出来，不会电离空气，没有臭氧、氮氧化物或正离子等衍生污染物产生。
1.6吸附技术
吸附技术利用活性炭、沸石等材料高度发达的孔隙结构吸附空气中的悬浮颗粒物、细菌和VOCs等空气污染物。中央空调空气净化系统常用的吸附材料主要是粒状活性炭和活性炭纤维。由于吸附容量的限制，需要定期更换或再生吸附材料。
材料科学快速发展以后，纳米吸附逐渐应用于空调气体净化领域。纳米材料的孔隙直径在0.27～0.98 nm之间，呈晶体排列，且具有弱电性，优先吸附甲醛、苯、TVOC等有害气体，从而达到空气净化的效果。
2中央空调空气净化器滤芯结构设计
选用三种净化模块叠加，用户可根据实际使用情况选择所需的净化模块数量。过滤器用卡接，在接头处装上密封圈，确保密封良好。图1展示了整个过滤器内部结构。
2.1 清洁模块
中央空调空气净化器滤芯清洁模块示意图如图2所示，其主要包括壳体及设置在壳体内部的清洁组件。
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图1 滤芯整体内部结构?
过滤器沿两个滤芯导槽滑落到滤芯固定板上，导槽引导滤芯，固定板支持滤芯，滤芯固定板截面尺寸不超过或等于滤芯截面尺寸，而且滤芯固定板也可以是多孔板，便于粉尘的清除。过滤器前、后两侧为需要清洗的主要部位，过滤器上粘有大量灰尘。前部设置有刷板和紫灯，能清除滤芯表面粗灰尘，实现内部杀菌。安装静电发生器后，只需将毛刷下的灰尘和滤芯内的部分灰尘吸进吸尘器袋中即可。机壳后壁还可设置滑导槽，只要滤芯固定板与电机正常连接即可保证。
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图2 清洁模块结构示意图?
2.2 净化模块
超声雾化据空气污染等级和空气净化等级确定滤芯的数量。滤清器外壁上的水雾滤清器是固定螺丝的滤清器，而水雾滤清器是漏斗式的，它不仅有利于收集水流，而且可以增加滤棉的面积，提高过滤效率。
滤芯进水由泵通过管道进入滤芯，漏斗形滤芯底部暂存部分水，部分水通过无纺布直接进入二级滤芯。类似地，水也可以通过第二过滤模块被送到第三过滤模块。过滤器底部的超声波雾化器将水雾化为微米级的水雾，空气中含有可吸入颗粒物和水溶性污染物。过滤器底部的空气入口进入第三级过滤器，经过三级、二级、一级净化模块，将污染空气与水雾充分混合，再经层层过滤。水雾的出现，大大增加了水和空气的接触面积，提高了空气净化的效率。
2.3 电路模块
电路的示意图，如图3所示。
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图3 电路图?
该计时器串接UV灯，电源与开关并联，在启动前先设定好时间。打开开关，定时器到设定的时间，蜂鸣器开始工作，指示清洗结束，滤芯取出。
随着人们生活水平的不断提高，中央空调行业的发展也越来越好，市场上中央空调的种类也越来越多，这也导致初入空调行业的制冷系统设计人员，能参与全新中央空调系统设计的机会越来越多。作为中央空调制冷系统的设计人员，掌握空调制冷系统设计方法是最基本的能力。
参考文献
[1]邓志辉,张西良.光催化空气净化器辐射场性能分析与实验研究[J].半导体光电,2019,040(002):247-251.
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