如何制作一個(gè)簡(jiǎn)易的空氣凈化器？

室內(nèi)的空氣中包含有令人感到不舒服的或?qū)θ梭w有害的各種物質(zhì)，比如甲醛、PM2.5污染物、細(xì)菌、病毒、粉塵、花粉、煙草煙霧、呼出氣體等。尤其是近年來(lái)，由于房屋通常都是完全關(guān)閉的，所以這樣的有害物質(zhì)易于聚集在室內(nèi)。因此，常規(guī)地，會(huì)不時(shí)打開房間的窗戶以自然通風(fēng)。但是，事實(shí)上，如果在空氣污染嚴(yán)重的區(qū)域、在家中或辦公室內(nèi)都難以隨心所欲地實(shí)施自然通風(fēng)。在這樣的情況下，具有空氣凈化功能以凈化室內(nèi)空氣的空氣凈化器通常變得普及。

一般地，空氣凈化器在其本體的前部配裝有空氣過(guò)濾器，且在本體內(nèi)部形成有氣流通道，在該氣流通道中設(shè)置有風(fēng)機(jī)。氣流通道從本體前部的開口延伸至本體上部的出口。這種空氣凈化器在風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)經(jīng)過(guò)空氣過(guò)濾器將室內(nèi)空氣，即，外部空氣吸入氣流通道內(nèi)，并經(jīng)過(guò)出口將所吸入的空氣送出至房間內(nèi)，即，外部。在這里，包含在空氣中的有害物質(zhì)由空氣過(guò)濾器捕集、吸附或分解而得以去除，使得空氣得以凈化。簡(jiǎn)單的空氣凈化器主要通過(guò)過(guò)濾的方式實(shí)現(xiàn)凈化空氣；較復(fù)雜的空氣凈化器則使用例如高壓靜電、光觸媒、負(fù)離子發(fā)生器、紫外線、臭氧發(fā)生器等；再者有部分技術(shù)使用水或藥劑以噴淋的方式來(lái)凈化空氣。

另外，為了調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣以獲得更舒適的條件，一些空氣凈化器除空氣凈化功能之外還具有加濕功能。在具有加濕功能的空氣凈化器中，將容納有水的加濕過(guò)濾器設(shè)置為關(guān)閉氣流通道的部分截面區(qū)域，且經(jīng)由空氣過(guò)濾器凈化后的部分空氣在其通過(guò)加濕過(guò)濾器時(shí)吸收水分，從而對(duì)空氣進(jìn)行加濕。

現(xiàn)有空氣凈化器有的功能較單一，無(wú)法實(shí)現(xiàn)即凈化空氣又殺菌消毒；有的使用高效濾網(wǎng)（HEPA），風(fēng)阻大，換氣效率低下，滿足不了日常家庭或辦公的需求；有的長(zhǎng)期使用可能對(duì)人體健康產(chǎn)生不利影響，比如設(shè)有臭氧發(fā)生器的裝置。

作為空氣凈化裝置，現(xiàn)有的空氣凈化器不具有主動(dòng)的殺菌消毒功能，特別是空間中各個(gè)角落的致病微生物的消滅。

我針對(duì)以上問(wèn)題設(shè)計(jì)了如下兩個(gè)空氣凈化器，希望解決的問(wèn)題是：盡量少用過(guò)濾層，減少風(fēng)阻，提高換風(fēng)效率；提高凈化能力，保證凈化污染物的情況下又可以殺菌消毒；可以主動(dòng)對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行凈化。

這里解釋一下原理：

使用風(fēng)機(jī)增壓的方式，使空氣先通過(guò)粗過(guò)濾層，過(guò)濾掉大的顆粒，然后自上而下通入存有二氧化氯水溶液的水箱，使高速氣流與水面沖撞，使空氣中需要凈化物質(zhì)溶于水或與水中的二氧化氯反應(yīng)，以達(dá)到去除的目標(biāo)。溶液上面設(shè)有噴淋部件，經(jīng)過(guò)部分水洗的空氣自下而上進(jìn)入噴淋通道，噴淋的二氧化氯溶液通過(guò)潛水泵直接來(lái)自于水箱的二氧化氯溶液。通過(guò)噴淋使空氣接觸更多的二氧化氯溶液。另外可以在二氧化氯溶液中設(shè)置超聲波霧化器，通過(guò)超聲振蕩產(chǎn)生含二氧化氯溶液水霧，增加與空氣的接觸面積。經(jīng)過(guò)二氧化氯溶液的水汽霧通道之后，空氣進(jìn)入氣液分離層，分離二氧化氯溶液和空氣，也增加空氣與二氧化氯溶液的反應(yīng)時(shí)間。經(jīng)過(guò)氣液分離層，空氣和部分二氧化氯氣體或水汽通過(guò)排風(fēng)口離開，即成為被凈化的空氣，部分二氧化氯釋放于空間中可以繼續(xù)凈化空氣，并且在特定條件下起到殺螨蟲和驅(qū)蚊作用，同時(shí)對(duì)干燥的空氣進(jìn)行加濕，而對(duì)濕潤(rùn)的空氣基本沒有加濕的作用，即可以自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)空間濕度。

二氧化氯是相對(duì)安全的強(qiáng)氧化劑，在凈化空氣的情況下，對(duì)人體不產(chǎn)生危害。本實(shí)用新型利用水洗、噴淋和釋放于空間中的二氧化氯氣體對(duì)室內(nèi)空間進(jìn)行凈化，可以高效凈化空氣（比如消除PM2.5污染物、消除甲醛和室內(nèi)其他污染物）和殺菌消毒，且不留死角。PM2.5污染物的成分有二氧化硫、氮氧化物、氨氣、揮發(fā)性有機(jī)物、硫酸鹽、硝酸鹽、重金屬元素。大部分PM2.5污染物通過(guò)水洗的方式即可消除，其他沒有溶于水的成分則會(huì)被二氧化氯氧化成無(wú)害成分，比如二氧化硫和氮氧化物可以被氧化為硫酸鹽和硝酸鹽（趙毅等，復(fù)合吸收劑液相同時(shí)脫硫脫硝特性研究［J］，中國(guó)科學(xué)-技術(shù)科學(xué) 2011， Vol. 41 Issue （12）：1668-1675）。

二氧化氯溶液或氣體均可以有效去除甲醛和其他室內(nèi)污染物。二氧化氯溶液或氣體均可以有效殺滅物體表面和空氣的致病微生物。釋放于空氣中的二氧化氯可以殺螨蟲和驅(qū)蚊（美國(guó)環(huán)保署的研究報(bào)告亦顯示低劑量的二氧化氯還具有很強(qiáng)的殺蠕蟲效果，如果使用二氧化氯0.5mg/L，便可將微生物甲殼類中的水生二節(jié)虱類殺滅）。由于人體嗅覺感受二氧化氯的閾值大約為15ppm，遠(yuǎn)高于有效凈化空氣、殺菌消毒、殺螨蟲和驅(qū)蚊的正常濃度，即大約1ppm，因此該裝置工作時(shí)對(duì)人體沒有任何危害。