摘要： 集中空調(diào)通風系統(tǒng)的衛(wèi)生狀況令人擔憂，如何改善室內(nèi)通風系統(tǒng)的空氣質(zhì)量，消除污染是我們面臨的急待解決的一個問題。本文介紹了PWM電力電子技術(shù)在電子空氣凈化設備中的應用,為我們消除室內(nèi)空氣污染,提高室內(nèi)空氣質(zhì)量提供了一種新方法,新思路.它可以解決集中空調(diào)的通風凈化問題.
關(guān)鍵詞：集中空調(diào)、空氣凈化、靜電吸附，節(jié)能降耗
The cleaning equipment and health problem of ventilation system of the centralized air conditioning
Summary： The health problem of ventilation system of the centralized air conditioning is an anxious issue and has caused universal attentions from the public and government. However, the air conditioning comes with two sides. With the popularization of air conditioning, people enjoy the comfortable temperature and humidity brought by the air conditioning, but on the other hand, people also have to suffer health deterioration caused by the bad indoor air quality due to the air conditioning. Then how to improve air quality of indoor ventilation system and eliminate air pollution is the urgent case.. The way of applying PWM technology into the air cleaning equipment offers a new measure to remove indoor air pollution and improve indoor air quality. The air cleaning equipment is an electrostatic, air pipe type facility and can solve the health problem of ventilation system of the centralized air conditioning thoroughly.
Key word：Centralized air conditioning, Air purification, Electrostatic filtering, Energy saving
1、引言
集中空調(diào)通風系統(tǒng)是現(xiàn)代化建筑的呼吸系統(tǒng),主宰著整個樓宇中空氣的吐故納新。一旦建筑物的建筑和裝修完成后，能改善室內(nèi)空氣質(zhì)量的手段，就是加強通風和保持空調(diào)系統(tǒng)的清潔。而對許多賴依中央空調(diào)的現(xiàn)代化建筑來說，能改善室內(nèi)空氣品質(zhì)的手段就只剩下空調(diào)通風系統(tǒng)了。
然而目前我國中央空調(diào)通風系統(tǒng)的衛(wèi)生狀況卻是十分令人擔憂的。很多空調(diào)系統(tǒng)從開始使用直至“退休”都從未進行過認真的清理工作。從2004年衛(wèi)生部組織開展的對全國公共場所中央空調(diào)通風系統(tǒng)衛(wèi)生狀況專項檢查的結(jié)果來看，我國公共場所中央空調(diào)通風系統(tǒng)污染狀況相當嚴重，在被抽檢的30個省市自治區(qū)中60多個城市937家公共場所中，合格的僅有58家，占抽檢總數(shù)的6.2%。<公共場所集中空調(diào)通風系統(tǒng)衛(wèi)生規(guī)范>中規(guī)定: 通風管道中每平方米有2到20克的積塵量就為中等污染，每平方米大于20克就屬于嚴重污染。而調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，積塵量最高的竟達到每平方米480克。有的管道內(nèi)還有霉斑和老鼠尸體。
在工業(yè)文明高度發(fā)達的今天,污染的環(huán)境時時刻刻都在困擾著人們生活。清潔的空氣正在成為影響我們健康和生命的一種稀有資源。環(huán)境污染成為危及人們健康安全的重要因素。人們迫切希望有一個安全、舒適、健康的生活和工作空間。我們的一生大約有80％～90％的時間是在室內(nèi)度過的，一個成年人每天的呼吸大約需要10 m3重達16kg的空氣。處于高速生長發(fā)育期的兒童所需空氣的量比成人高得多。如何避免室內(nèi)空氣污染已成為全球性的環(huán)境保護的重要課題?！秶沂覂?nèi)空氣質(zhì)量標準》是我國第一部以法規(guī)形式針對老百姓衣食住行等日常生活而制定的一項標準，是衡量我們生活是否達到小康的一個標尺，更是我們加強身體素質(zhì)、抵御呼吸道疾病的有力保證，而空氣凈化機則是提高室內(nèi)空氣質(zhì)量的一個直接有效工具。以靜電吸附方式為技術(shù)基礎的D P C高效復合式電子空氣凈化技術(shù)為人們在提高室內(nèi)空氣品質(zhì),改善生活環(huán)境和公共場所衛(wèi)生狀況的措施上多一種新的思路和選擇。
2、通風系統(tǒng)空氣污染的危害及形成的原因
空調(diào)系統(tǒng)中所處理的空氣來源一般是新風和回風二者的混合空氣。新風因室外大氣環(huán)境有塵埃而被污染，回風則因室內(nèi)有人的活動、工作或工藝過程而被污染。室內(nèi)空間存在著各種污染物，對室內(nèi)空氣品質(zhì)構(gòu)成最大危脅的可吸入顆粒物和微生物。微生物主要是指霉菌和細菌。正常情況下霉菌和細菌不能單獨存在，它們吸附在浮塵上隨著空氣的流動而四處傳播。
可吸入顆粒物隨空氣進入空調(diào)系統(tǒng)。它們相互聯(lián)結(jié)成灰塵，積累在風管內(nèi)部。在陰暗.恒溫.恒濕的獨特環(huán)境下日積月累便滋生了微生物。同時，它們又是病原菌的載體，通過風管被氣流送到室內(nèi)，據(jù)專家解釋，中度污染的空調(diào)通風管道用手一摸就是厚厚一層土，在積塵中存在大量螨蟲及動物尸體碎片、糞便等。中央空調(diào)可將不同房間的空氣連通,并有可能形成呼吸道傳染病的傳播及引起哮喘、皮膚疾患等多種過敏性疾病。
由于風管管道狹小，布局復雜、清洗費用比較高而使它疏于清冼而成為真正藏污納垢的衛(wèi)生死角。可以說，空調(diào)一方面可以調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度和濕度，為人們創(chuàng)造一個舒適的環(huán)境,而另一方面又成了室內(nèi)空氣的一個重要的污染源,美國國家環(huán)境局與丹麥技術(shù)大學的調(diào)查表明，室內(nèi)空氣污染來自不潔空調(diào)通風系統(tǒng)的比例達42%-53%。
目前中央空調(diào)系統(tǒng)普遍存在的污染嚴重的狀況主要是因為對于以溫度、濕度要求為主的集中空調(diào)系統(tǒng)來說，通常是不提具體凈化要求的。這一是由于缺乏這方面的衛(wèi)生意識，認為“空調(diào)只要能制冷就好”，同時也涉及到運行的成本問題。傳統(tǒng)的過濾材料制成的過濾器像口罩一樣捂住空調(diào)的通風管道，過濾器效率越高濾材的密度越大，纖維的孔徑越細風阻就增加越大，阻力過大則既不經(jīng)濟又影響空調(diào)系統(tǒng)的工況。而且過濾器也會因灰塵的不斷吸附堵塞而喪失過濾能力。必須定期更換。由于它的風阻大、使用成本高、持續(xù)使用效果差、耗電量大。所以為了降低成本和能耗,除凈化要求高的特殊場所外大多只使用粗效過濾器,有的甚至沒有過濾器。由于中央空調(diào)即使幾年不清洗不消毒，一般人也沒有特殊感覺，所以往往也忽視定期的清潔和消毒,至于空調(diào)內(nèi)部的垃圾因為看不見也就往往沒人管了。由于中央空調(diào)系統(tǒng)的制冷設備和通風管道結(jié)構(gòu)都比較復雜，要求的技術(shù)性和專業(yè)性很高，還需具有先進的檢測和除塵設備。據(jù)了解,中央空調(diào)的清洗是按展開面積來計算費用的,一個大型超市為空調(diào)系統(tǒng)洗個澡動輒就要花費數(shù)十萬元。清洗費用昂貴也是通風系統(tǒng)得不到定期清理的另一個原因。
3、性能優(yōu)越的電子空氣凈化設備
通風系統(tǒng)污染危及著人們的身體健康也導致系統(tǒng)能耗增加。有沒有更好的空器過濾方法呢？人們通過多年的研究找到了一種新的方法——靜電吸附過濾器。靜電吸附過濾器是借助靜電力從氣流中分離懸浮粒子的一種裝置。
室內(nèi)空氣中的微粒特點是顆粒細小、濃度較低。復合式電子空氣凈化技術(shù)的工作原理實際上就是如何將微粒從氣流中分離并捕捉起來。這種分離過程只有在微粒與氣體之間出現(xiàn)運動速度的大小和方向不一致時,即出現(xiàn)相對運動時才能實現(xiàn).利用外力使微粒與氣流發(fā)生相對運動，使其排開周圍的流體而導致其前面的壓力較后面大,以及微粒與其周圍流體間存在摩擦,使得作用在微粒上的流體阻力足以讓它克服氣流的慣性力而沉積在集塵板上。由于復合式電子空氣凈化技術(shù)是利用高壓電場產(chǎn)生的靜電力,使帶電的懸浮顆粒從氣體中分離凈化,它與其它的凈化方式的根本區(qū)別在于實現(xiàn)微粒與氣體分離的力(主要是靜電力)直接作用于微粒上而不是作用在整個氣流上,這就決定了電子空氣凈化技術(shù)具有的低能耗, 捕集效率高的特點極為突出.
與傳統(tǒng)過濾方式相比，由于捕集原理和結(jié)構(gòu)的不同使得電子空氣凈化機在不同風量和容塵量下的阻力遠遠小于纖維過濾器,相對于傳統(tǒng)的過濾器來講、電子空氣凈化機能在不影響系統(tǒng)風量的前提下高效地去除空氣中的塵埃粒子，有效去除細菌、病毒賴以生存的載體。凈化消毒具有徹底性。獨特的設計和專業(yè)技術(shù)使它能高效物理性殺滅空氣中99%的細菌、病毒和塵螨等微生物。且對環(huán)境無毒副作用,是可靠的環(huán)保凈化設施。同時又是有效的節(jié)能產(chǎn)品,在使用了電子空氣凈化機的空調(diào)系統(tǒng)中熱交換器、冷盤管等表面灰塵量會大大減少。從而提高了空調(diào)系統(tǒng)的冷熱交換效率。即可以達到凈化空調(diào)系統(tǒng)的效果，大幅度延長空調(diào)系統(tǒng)的清洗周期，又可以在不增加系統(tǒng)風機功率及運行費用的情況下長期保持空調(diào)系統(tǒng)的工作效能。在保證室內(nèi)空氣品質(zhì)的同時減小新風比，從而減少了制冷機系統(tǒng)、熱交換器等設備的運行費用。通過試驗表明，安裝了電子空氣凈化機的集中空調(diào)系統(tǒng)與使用傳統(tǒng)過濾器的空調(diào)系統(tǒng)相比可以節(jié)電30%左右。另外，據(jù)美國相關(guān)部門的統(tǒng)計，污染大量積存的空調(diào)系統(tǒng)浪費的電能達一倍以上，而通風量則減少1/5。設置在通風管道內(nèi)的設備表面被覆蓋上大量灰塵,導致散熱效率降低，造成的電能損失約為5％ --15％。過濾器、通風管道、熱交換器肋片間若堵滿了灰塵，必然會造成送風量不足和污染。熱交換盤管、肋片及周邊部分滯留的凝結(jié)水逐漸蒸發(fā)形成盤管生垢0.2-0.5mm厚度，換熱效率降低33%，中央空調(diào)運行耗能平均增加20%左右。由此看來對通風系統(tǒng)及風管有效的保護十分重要。清潔的中央空調(diào)，不僅能長期保持空調(diào)的工作效率，消除污染有益健康。而且能延長空調(diào)使用壽命，降低電毛耗，減少運營成本。
3.1 DPC電子空氣凈化機的工作過程和凈化效果
（圖3.1）DPC電子空氣凈化機的工作原理簡圖
從電子空氣凈化技術(shù)的作用原理看分離氣體中的懸浮塵粒主要包括：氣體的電離；懸浮塵粒的荷電；荷電微粒向集塵電極的運動；荷電微粒在集塵極上的沉積等四個復雜而又相互關(guān)聯(lián)的物理過程。
D P C 開發(fā)的KJF系列電子空氣凈化機的集塵裝置是一個金屬制成的一種特殊設計的兩段式正離子發(fā)生器, 電離段是由一組平行等距的鋁合金平板接地電極組成，每對平板之間布有一根由0。2MM鉬絲制成的離化線，當離化線加上足夠高的直流電壓時，離化線周圍就形成了不均勻的電場，附近空氣中的自由電子從電場獲得能量與氣體分子產(chǎn)生激烈碰撞，形成碰撞電離而出現(xiàn)不完全放電。這樣，在電離區(qū)充滿正離子和電子，電子移向金屬導線并中和，而持續(xù)不斷地產(chǎn)生的高濃度的正離子附著的隨氣流進入高壓電離區(qū)細小的顆粒物上使微粒帶正電，即所謂的電場荷電。同時，離子還因有熱運動而產(chǎn)生擴散效應使微粒帶電即所謂的擴散荷電。在氣流的作用下，帶正電荷的粒子通過集塵段時被吸附在帶有負電的集塵板上。附在顆粒物表面的細菌、病毒和微生物處于正離子的極度包圍和浸潤之中，迅速獲得飽和電量而發(fā)生電解過程，在這個能量快速釋放的過程中，正離子與細菌表面接觸放出電荷,吸收相反的電荷。足夠的正離子足以穿透細胞壁,滲透到細胞內(nèi)部,破壞細胞電解質(zhì)而將其殺死。在現(xiàn)實中，采用電刺激作用殺滅生物的應用實例是非常多的，但要捕捉和殺滅小至微米級的細菌、病毒則需要很好的專業(yè)設計才能夠?qū)崿F(xiàn)。
除此之外，DPC電子空氣凈化機在設計中還考慮到使用環(huán)境中污染物的具體情況，針對不同的污染物設計了不同的凈化方式的綜合應用。如：運用靜電技術(shù)結(jié)合催化技術(shù)和活性碳吸附控制氣態(tài)污染物 。用靜電技術(shù)與紫外線循環(huán)風的結(jié)合控制細菌和病毒的污染等等。