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空气净化器及空气消毒机技术案例说明

发布时间:2023-03-26 人气:775

空气净化器及空气消毒机技术案例说明

目前室外空气环境虽然在逐渐变好,但是疫情肆虐下看不见的细菌和病毒还在危害健康;如果想要解决家居空气环境的问题,大部分消费者都会在第⼀时间想到空气净化器,但是有另⼀种产品它不叫空气净化器,却能实现去净化PM2.5和除菌消毒的功能,这就是今天将要带您了解的——空气消毒机;从外观上看空气消毒机与普通的空气净化器没有什么不同,但作为空气消毒机,除了要符合空气净化器标准外,还应符合卫计委的《消毒技术规范》;也就是说生产企业必须要取得“消毒产品生产企业卫产许可证”才可以生产销售;作为空气消毒机除了能净化去除室内空气中常见的花粉、异味、甲醛、PM2.5外,最重要的是具有杀菌、消毒的能力。

一、空气净化器介绍

1、什么是空气净化器?空气净化器是用来净化室内空气的小型家电产品,主要解决由于装修或者其他原因导致的室内空气污染问题;由于室内空气中污染物的释放有持久性和不确定性的特点,因此使用空气净化器净化室内空气是国际公认的改善室内空气质量的方法;空气净化器中有多种不同的技术和介质,使它能够向用户提供清洁和安全的空气;空气净化器(又称“空气清洁器”、空气清新机),是指能够吸附、分解或转化各种空气污染物(一般包括粉尘、花粉、异味、甲醛之类的装修污染、细菌、过敏原等),有效提高空气清洁度的产品,目前以清除室内空气污染的家用和商用空气净化器为主。

2、空气净化器构成有:机箱外壳、过滤段、风道设计、电机、电源、液晶显示屏等。决定寿命的是电机,决定净化效能的是过滤段,决定是否安静的是风道设计、机箱外壳、过滤段、电机;空气净化器构成的重要部分是技术核心部分,即采用什么原理,哪种方式进行净化。

3、常用的空气净化技术介绍

1)常用的空气净化技术有:低温非对称等离子体空气净化技术、吸附技)术、负离子技术、负氧离子技术、分子络合技术、技术、TIO2技术、HEPA高效过滤技术、静电集尘技术、活性氧技术等;材料技术主要有:光触媒、活性炭、合成纤维、HEAP高效材料、等。

2)目前国内市场现有的空气净化器多采为复合型,即同时采用了多种净化技术和材料介质。

3)NICOLER杀菌技术:NICOLER源自于希腊语,原是“胜利的人们”的意思,现是指人机同场同步作业一种消毒方式:针对空气消毒时人员无需离开消毒场所,消毒杀菌的同时对人体没有任何的伤害,此种消毒方式称之为“动态消毒”;由于是人类通过科学技术战胜自然生物的一次成功实践,所以也称之为“NICOLER杀菌技术”。

(1)NICOLER杀菌技术是根据生产车间高湿、高温及高异味等实际特点,采用最新的NICOLER三级双向的等离子体静电场工作原理,消毒过程为:通过高压直流脉冲使等离子静电场产生逆电效应,生成大量的等离子体。在负压风机的作用下,污染空气通过等离子静电场时带负电细菌被杀灭分解,使受控环境保持在“无菌无尘”标准。由于在对车间消毒时,人可同时在车间内工作,所以该种消毒机称作“NICOLER动态消毒机”。

(2)该机器是一种先进的消毒设备,对人体没有任何伤害,主要用于在有人工作的情况下同步动态杀菌消毒;近年来,这一设备也广泛用于一些大型食品、药品、化妆品等企业的包装、冷却及灌装环节。

4、空气净化器的分类:按照应用领域可以分为:家用空气净化器、车载空气净化器(又称车用空气净化器)、医用空气净化器、工业用空气净化器和工程类空气净化器等;按照净化方式来分,又分以下几种:

1)低温非对称等离子体:低温非对称等离子体模块,通过高压、高频脉冲放电形成非对称等离子体电场,使空气中大量等离子体之间逐级撞击。产生电化学反应,对有毒有害气体及活体病毒、细菌等进行快速降解,从而高效杀毒、灭菌、去异味、消烟、除尘,且无毒害物质产生,被称为21世纪环境与健康科学最值得期待的高新技术;可人机共存,净化同时无需人员离开;节能降耗,同比可以节约80%的电能;终身免拆洗;具有快速消杀病毒、超强净化能力、高效祛除异味、消除静电功能、增加氧气含量等。

2)化学制剂:主要产品为空气清新剂(车用香水),其产品价格低廉,但也只能掩盖一些异味,而且在阳光作用下发生复杂的化学反应,成为车内新的污染,根本无法消除有害气体。

3)化学分解:主要工作原理是离子器臭氧发生器,其价格低廉,功能多于清新剂,能增加空气中负离子数量和降低空气中固态尘埃,有杀菌作用但对分解甲醛等有害气体作用不大。臭氧发生器产生大 量高浓度臭氧,在杀灭一些病毒细菌的同时也可能杀灭人体白细胞,有导致癌变的可能,负离子易吸附灰尘,从而粘附在车厢内壁顶棚,导致内饰车厢特别是浅色车会逐渐变成灰黑色。

4)吸附、挥发:是以中草药为介质的净化器,价格低廉,有一定的抑菌功能,但中草药在固态下基本起不到净化作用,净化器使用中草、药成分只是微量的,达到饱和后不但不能杀菌而且容易成为细菌的繁衍体,换下的滤芯涉及无害处理的困难。

5)吸附:活性炭过滤器,在短时间内能吸附一定的细菌和尘土及有害气体,价格低廉,能过滤一定的细菌和尘土有吸附功能,但无选择吸附,对水的吸附率为45%,一般一个月后就能达到饱和状态需更换。无法再生利用。达到饱和后不但不能杀菌而且容易成为细菌的繁衍体。换下的滤芯也涉及无害处理的困难。

6)多层过滤:主要为复合式净化器,过滤效果较好,能明显降低空气中固态尘埃,但价格较高,且其过滤装置使用一段时间后就要求更换,无法再生,对有害气体基本无作用。耗材多,使用成本高。换下的滤芯涉及无害处理的困难。

7)催化、分解:主要是光触媒净化器:能分解部分有害气体,价格相对较低,但目前光触媒尚处于试验阶段技术尚未成熟,光触媒必须依靠太阳光中紫外线的照射才能产生作用,使用紫外线灯容易损坏,更换频繁,同时紫外线对人体、塑料有伤害。

8)过滤吸附:主要用疏水晶态二氧化硅分子筛为过滤介质。效果明显。能彻底清除苯,二甲苯、三氯甲烷等多种有害气体,对水及空气不吸附,能有效吸附多种有害气体,吸附量大,一次再生可使用一年半。过滤材料可使用简单方法脱附再生使用,不会产生新的污染源。材料寿命长达十年因而维持费用极低,对降低空气中的固态尘埃作用不大,较其它产品一次性产品成本高。

5、空气净化器案例说明
1)名称:再生环境级空气净化器
型 号:B-783
净化风量:3652/h
适用面积:46m2
额定功率:58W
病毒净化率:97.6%
甲醛净化率:96.2%
颗粒物净化率:99.9%
详细说明

(1)空气净化技术及特点

*被动吸附过滤式净化

*空气净化器:主动式净化(无滤网型)

*双重净化类(主动+被动)

(2)吸附能力很强的“活性炭吸附技术”

*原理:针对粉尘颗粒的,简单地说,就是指利用活性炭对空气中的颗粒物进行吸附,应用于绝大多数的空气净化器。

*活性炭又分为椰壳类、果壳类和煤炭类三种。

*吸附能力以椰壳类活性炭最强,选购时请多注意。

*优点:吸附能力很强,能够有效吸附室内空气中的有害物质(诸如粉尘、微粒、游离分子、细菌等)。

*缺点:活性炭只能暂时吸附,并且随温度、风速升高,所吸附的污染物就有可能游离出来,所以要经常更换过滤材料,避免吸附饱和。

*极碳心滤芯技术:将活性炭聚合成型为蜂窝块状,表面积扩大2倍,空气接触面积扩大到20倍。滤网阻力减小1.5倍,并且负载冷触媒技术,用于甲醛等气体的催化分解。

*物理吸附:针对大分子有机物(苯、TVOC)通过活性炭自身的微孔结构吸附这些大分子污染物活性炭吸附

*化学吸附:针对小分子气态污染物(甲醛、硫化氢、氮氧化物)同为小分子气体被吸附后很容易再次脱开形成二次污染;所以要对活性炭进行化学处理,使吸附气体月化学成分反应从而达到吸附效果

2)对二手烟污染、有显著效果的“负氧离子技术”(Anion)

*原理:针对二手烟的,指的是空气负离子发生器的应用,也是种基础净化技术,应用于绝大多数的空气净化器。空气负离子能还原来自大气的污染物质、氮氧化物、香烟等产生的活性氧(氧自由基)、减少过多活性氧对人体的危害;中和带正电的空气飘尘无电荷后沉降,使空气得到净化。

*优点:负氧离子净化器,对二手烟污染效果显著并能有效除尘、能有效增强血液携氧能力,并有效促进人体新陈代谢改善睡眠,同时释放微量臭氧具有一定杀菌消毒效果。

*缺点:负氧离子在空气中寿命很短,所以需要持续释放;对其他污染净化效果则很一般,所以需要区别选择。

3)去除灰尘、厨房油烟等的“静电集尘技术”(EP Electrostatic Precipitator)

*原理:静电集尘是利用高压静电吸附的原理吸附大颗粒物,目前使用该技术的产品以美国的霍尼威尔等为经典,国内品牌雪莱特(新推出的新风机上也使用到此技术,其功能为除尘(0.01微米以上颗粒)。

*优点:高效去除空气中的微粒污染物,如灰尘、煤烟、花粉、香烟味和厨房油烟等;同时还可有效吸附空气中的气态污染物及滤除空气中的致病微小生物。

*缺点:

A.容易产生臭氧O3

B.只对颗粒物等大粒子气体有效果,主要用于除尘,而对于去除甲醛、苯系物、TVOC等装饰装修造成的化学污染几乎没有效果。

C.需要注意电器安全(高压有时会达到几万伏)

D.清洗困难

二、空气消毒机:即为对空气消毒杀菌的机器;除了杀灭细菌、病毒、霉菌、孢子等所谓杀菌消毒外,有的机型还能去除室内空气中的甲醛,苯酚等等有机污染气体,而且还可以杀灭或者过滤花粉等过敏源;同时对吸烟产生的烟雾和烟味,卫生间的不良气味,人的体味等有效的去除。

1、根据消毒杀菌的方式,空气消毒机又可以分为多种类别,不同工作原理的消毒机特点和使用方法也各不相同,究竟应该选择哪一种,就要根据自己的需求来判定,下面我们来为大家一一讲述不同分类的优缺点:

1)霍尼韦尔静电场技术:采用双极等离子体静电场对带负电细菌分解与击破,将尘埃极化并吸附。

(1)优点:杀菌快速彻底,对空气中自然菌杀菌率30分钟达到100%,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌40分钟内达到99%以上。不需更换滤网,定时清洁即可;

(2)缺点:此空气净化器集成室表面若开始累积微粒时,滤镜效果会快速的大幅降低,需要经常保养。集成板脏污时,会发出噼啪的响声,容易损坏、此过滤方式会产生臭氧,对人体呼吸器官有刺激性。

2)负电离子技术:运用静电释放负离子,吸附集中空气中的粉尘起到降尘作用,同时负离子对空气中的氧气也有电离成臭氧的作用,对细菌有一定的杀灭作用。

(1)优势:负离子与空气中烟尘、灰尘颗粒结合,产生带静电的烟尘、灰尘颗粒,被地面吸引后产生沉降,起到净化作用;

(2)缺点:不能真正把污染物粒子清除,只是把粒子附着到其他物件上或使用者身体各部位;且不能根除甲醛、苯等有害气体。

3)臭氧(O3)净化技术:利用臭氧发生器产生活性氧,氧化分解细菌内部葡萄糖所需的酶,破坏它们的细胞器和DNA、RNA,使细菌的新陈代谢受到破坏,导致细菌死亡。

(1)优势:臭氧能够将浮游于空气中的霉菌孢子、细菌及其他引起异味的细菌氧化分解,完全消除霉菌,且由于臭氧属于气体,对于杀除细菌无孔不入,食品行业应用比较广泛。

(2)劣势:臭氧的气味强烈刺激人的呼吸道,造成咽喉肿痛、胸闷咳嗽,易引发支气管炎和肺气肿,因此需要定时用量度臭氧的仪表来监测浓度。

4)UV紫外灯:工作原理是在真空的石英管中加入定量的高纯汞(水银),通过对两端电极提供电压差(压降),产生离子放电,从而产生紫外线辐射,对细菌、病毒等微生物的照射,以破坏其机体内DNA(去氧核糖核酸)的结构,使杀灭细菌。

(1)优点:能耗低、运行费用低;自动化程度高;维护简便,具有无二次污染的特点;

(2)缺点:由于紫外线能够穿透细胞使其死亡,因此用紫外线消毒时要注意不能直接照射到人的皮肤,尤其是人的眼睛。当空气中灰尘太多,灯管容易积污垢膜,需要定时清理,否则因抑制紫外线的透射,影响消毒效果。

5)纳米光触媒技术是纳米材料在光的照射下,把光能转变成化学能,促进有机物的合成或使有机物降解。

(1)优势:光触媒技术可除去空气中的细菌、病毒等,对部分挥发性有机化合物起到分解的作用;由于其环保、安全特点,目前被众多空气消毒机厂家选用;

(2)劣势:可能把其他化合物分解成有害物质,如酒精能分解成有害的甲醛,必须在特定波长的紫外光激发下才能起效,而且产品寿命比较短。

6)HEPA净化技术:HEPA滤网可分别由HEPA分PP滤纸、玻璃纤维、复合PPPET滤纸、熔喷涤纶无纺布和熔喷玻璃纤维五种材质组成;

能有效过滤悬浮粒子,针对0.3微米以上的微小颗粒、粉尘、细菌、病毒等物质,有高效的过滤作用,是一种安全可靠的除尘过滤技术。

(1)优势:容尘量大,过滤精度高,可以根据客户需要加工成各种尺寸和形状,适合不同的机型使用;

(2)劣势:风阻小,不能用水洗,要定期替更换,耗材费用高,需要上百到1000元不等。

7)杀灭禽流感、H7N9等病毒的“紫外线杀菌技术”UV

(1)原理:波长在240~280nm范围内的紫外线可迅速破坏细菌病毒中的DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子结构,造成生长性细胞死亡和再生性细胞死亡,达到杀菌消毒的效果。尤其在波长为253.7时紫外线的杀菌作用最强。全球三大消毒灯品牌之一,中国紫外线杀菌消毒灯第一品牌雪莱特把这一功能加入到了空气净化器产品中,其推出的雪莱特新风机此项功能,有效强化了杀菌效果。

(2)优点:杀菌迅速高效,特定波长的UV灯能够快速的杀菌消毒,能够有效的杀死禽流感、非典等流行病毒促进骨骼发育。当空气经过照射时,空气中的微生物就被迅速杀死。

(3)缺点:

a.紫外线对人体的的皮肤能产生很大的伤害性,人要避免被紫外线灯直接照射,更不要用眼睛直视点燃的灯管。由于空气净化器的紫外线灯安装在机器内部,人完全接触不到它的直接照射,这一点应该可以避免。

b.产生Ozone

c.保证一定时间的照射

d.杀菌能力有限

e.密封要严密

8)杀菌迅速且彻底的“活性氧技术”(Ozone):主要针对细菌病毒的,凡是负离子发生器基本都能释放出一定浓度的臭氧,也被广泛应用于绝大多数的空气净化器中。

(1)优点:

a.臭氧对细菌的灭活反应很迅速、杀菌的彻底性也是不容怀疑的,合理使用时是国 际公认的最环保最彻底有效的净化方式。当其浓度达到一定值后,杀菌消毒甚至可以瞬间完成。

b.分解化学残留的绿色氧化分解物

c.没有化学残留的绿色氧化分解剂

(2)缺点:

a.超标的臭氧对人体健康有严重危害!高浓度的臭氧,会造成咽喉肿痛、胸闷咳嗽、引发支气管炎和肺气肿、造成神经中毒、破坏人体的免疫机能等。

b.由于臭氧有强烈刺激性,人们在感到不适时早已避开,因此在使用过程中一般不会出现中毒现象。

c.强氧化作用会对人产生伤害,加速物体表明老化,杀死人体白细胞,可能导致癌变

d.需要人员回避,定时处理完30分钟后自动还原为氧气。

9)有紫外线才能发挥作用的“光触媒催化分解技术”(Nano Photocatalyst)

(1)原理:这种技术针对的也是室内的甲醛,简单理解就是通过化学反应将有害的甲醛分解为对人体无害的二氧化和水。光触媒等分解甲醛的产品鱼龙混杂,如果购买,切记不要贪图便宜,非大品牌是绝对做不到这一点的。光触媒作为新材料应用,在中国已有十多年历史,最早应用于2003年非典时期,中国唯一一例光触媒灭活sars病毒实验由中国科学院生物物理研究所完成,其所用灯具有雪莱特提供,灭活率为100%。同时,在对各种空气污染物的净化上对甲醛、苯、苯系物、硫化物、氨化物有明显的分解作用。

(2)优点:光催化技术具有广谱性的实用性效果,净化效率较高。

(3)缺点:

a.光触媒必须在紫外线的照射下才能发挥作用。如果不能获得太阳光照,又想激活光触媒,则必须另外加上紫外灯发射紫外线,所以一般的光催化净化装置里都安装有紫外灯(波长在254nm或者365nm)。

b.净化效率低3%~5%

c.会产生剧毒中间产物

10)负离子和等离子体法

(1)原理: 利用空气中的颗粒物带电,聚结形成较大颗粒而沉降

(2)缺点:颗粒物并未移除,只附着于附近的表面上,易导致再次扬尘

11)生物技术

(1)倍半萜类化合物:在植物物体内以醇、酮、内酯等存于挥发油中。

*优点:

a.较强的香气和生物活性

b.有效去除空气中的颗粒物、细菌

c.杀菌、去除异味、增加含氧量,保持空气清新

d.将醛、苯、醚类有害污染物包围、分解、氧化、清除或无害化

e.对人体的呼吸系统功能有明显提高聚降解技术

(2)NCCO氧聚解:专门处理分解空气中的气体污染物的技术,不能用于处理固体污染物。

12)光触媒:光触媒是一种以二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称,在紫外光或可见光的作用下,自身不发生变化,但可通过吸收光照能量来激活材料表面吸附的氧和⽔分,表面可以生成具有强氧化性的氢氧自由基以及高活性氧负离子,这种强氧化性的氧负离⼦和氢氧自由基能破坏细菌的细胞膜和固化病毒的蛋白质,使其失活,从而导致细菌病毒死亡,达到消毒杀菌的效果,同时也能将空气中的有机气体以及甲醛彻底分解成为⽔和二氧化碳,从⽽达到杀菌消毒、分解甲醛、去除异味的效果。

13)纳米活性锰:活性锰以锰原子和氧原子结合形成的八面体为结构单元组成二维层状或三维孔道式的锰氧原子,其Mn元素的化合价态在+3.3~+4.0之间,以氧化锰(活性锰)为基体的氧化剂,具有极强的分解甲醛的功能,结合清华大学纳米级活性锰技术,国家863计划科研成果,目前已制备成活性锰甲醛分解片,与HEPA滤⽹、光触媒等形成⼀个空气净化器核心滤芯专利技术,是⼀种更廉价、环保、高效的除醛手段;可以有效将甲醛直接分解成二氧化碳和⽔,甲醛去除率高达98%,无二次污染。

14)高压静电:利用电介质材料为载体的强电场过滤器,电介质材料形成中空微通道,电介质包裹电极片在通道内形成强烈的电场,对不带电的颗粒物进行充电,然后对带电颗粒物产生巨大的吸引力,在仅产生最小气流阻抗的同时能够吸附几乎100%在空中运动颗粒物,同时对细菌病毒也有非常好的消杀作用。

三、外观介绍:从外观上看,例如惠而浦WA-6035FK空气消毒机采用了纯白色磨砂材料,不易磨损,结实耐用;进风方式采用前面和侧面进风,顶部出风的设计方案;显示灯和功能按键位于机身顶部。

1、各功能按键分别是:模式功能选择键,消费者可自由选择智能模式睡眠模式、急速净烟模式;健康功能可自主切换负离子功能和UV杀菌功能;此外还有童锁功能键、滤网复位功能键和风速调节功能键。

2、滤网是空气消毒机最核心的组件之一,打开后置面板,可以看见惠而浦空气消毒机的复合式滤网,该滤⽹集成了初效滤网、H12高效滤网、活性炭滤网;可高效的去除室内PM2.5颗粒、以及室内空气中有害的化学污染物如甲醛、二氧化硫及常见的空气异味等。

四、性能评测

1、PM2.5净化效果:为了真实的评价空气消毒机PM2.5的净化效果;本打算在重度雾霾天进⾏测试,谁成想这段时间室外空气质量是格外的好,因此测试环境选择为⼀间40m2左右的密闭房间内,通过燃烧香烟释放的二手烟来对室内空气进⾏污染;待香烟燃尽后用内循环扇在室内循环10分钟左右,确保室内空气中PM2.5相对均匀;此时房间内的PM2.5浓度为0.540mg/m3,打开空⽓消毒机,将风量调节至最⾼档位,在这⼀模式下对室内进行净化;约25分钟后,室内空气中PM2.5的浓度下降至0.025mg/m3,甚至优于空气清新的户外环境;此时在室内⼏乎已经闻不到烟味了,由此可见空气消毒机对室内PM2.5的净化效果还是非常令⼈满意的。

2、噪声测试:空气消毒机是⼀款需要长时间持续运行的小型家用电器,因此它的噪音大小也是消费者关注的重要参数之一;在环境噪音约31.5dB(A)的家居环境里,实测距离空气净化器正前方1⽶、高度1.1⽶的位置,通过测试可以看出,最⼩档位风量下的噪音仅为34.0dB(A),在家居环境中几乎感觉不到任何噪音;值得⼀提的是最大档位风量的噪音也仅为59.6dB,相当于正常交谈时的噪音,要知道这样的降噪表现,不得不为这款产品点个赞。

3、除菌效果评测:空气消毒机主打的功能是它的消毒功能,其原理主要是室内脏空气经过滤网进⾏初级过滤后,通过产品内部的双极等离子体静电场的作用对带负电细菌分解与击破,将尘埃极化并吸附,从而达到抑菌的效果;同时由内置的UV紫外线除菌装置,破坏空气中细菌、霉菌等有害菌落的繁殖能力,从而达到杀菌消毒的效果;为了能更好的展示它的除菌效果,我们将家居环境中,取两块品质和质量相同的豆腐,分别将其沸⽔煮沸1min消灭鲜豆腐表面的细菌,然后放置于消毒过的盘子中;分别放置在开启空气消毒机和未开启空⽓消毒机的房间中,对比食物发霉的变化:室内环境温度均为30℃、湿度60%未开启空气消毒机时,经过5天的试验对比,没有消毒机保护的豆腐已经发霉变质;而通过消毒机保护的豆腐除了四周较干外,并没有生长任何的霉菌;可见空气消毒机够对室内空气进行净化,效果显著。

五、评测总结:秋季气候宜⼈,但早晚温差较大,对于老人及小孩等抵抗力相对较低的敏感人群,容易受到细菌和病毒的侵入而出现感冒、鼻炎、过敏等症状;为了给家⼈营造⼀个干净、清爽的室内环境,那么这款空气消毒机将是⼀个不错的选择。

   

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