空氣凈化器原理范文

導語：如何才能寫好一篇空氣凈化器原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

1、常規型凈化器的機器內的微風扇（又稱通風機）使室內空氣循環流動，污染的空氣通過機內的空氣過濾器（兩次過濾）后將各種污染物清除或吸附，然后經過裝在出風口的負離子發生器（工作時負離子發生器中的高壓產生直流負高壓），將空氣不斷電離，產生大量負離子，被微風扇送出，形成負離子氣流，達到清潔、凈化空氣的目的。

2、其實盡管市場上所宣稱的空氣凈化器的名稱、種類、功能不盡相同，但追根溯源，從空氣凈化器的工作原理來看，主要無非三種：被動式、主動式、主被動混合式。

（來源：文章屋網 ）

篇2

近年來，空氣污染日益嚴重，“霧霾”一詞成為全民關注的熱點，《2014中國環境狀況公報》顯示，全國開展空氣質量新標準監測的161個城市中，僅有16個城市空氣質量達標。持續惡化的空氣污染嚴重危害人類的身體健康，這也使得人們對空氣質量問題的關注不斷提高，能凈化室內空氣的空氣凈化器逐漸受到人們青睞，空氣凈化器在我國將會有廣闊的市場前景。本文嘗試基于TRIZ理論分析空氣凈化器的發展與演變，探索空氣凈化器的發展方向。

二、空氣凈化器的發展歷程

國家空氣凈化器相關標準中把空氣凈化器定義為“從空氣中分離和去除一種或多種污染物的設備，對空氣中的污染物有一定去除能力的裝置?？諝鈨艋鬟M化過程如圖1所示。

最早的空氣凈化器概念產品出現于16世紀，是一種用于人的面罩呼吸器，可以過濾掉煙霧和粉塵。18世紀，萊昂納多?達?芬奇發現用浸濕的精織布料可以過濾掉武器發射時所產生的有毒粉末。

1.第一代空氣凈化器―機械濾網式空氣凈化器

最初的空氣凈化器源于消防。1823年，約翰和查爾斯?迪恩共同研發了一款新型防護裝置用于消防人員。1854年，約翰斯?滕豪斯用木炭填充過濾網來過濾空氣，使得凈化空氣的效果顯著提高。二戰期間，一種新型過濾網―HEPA誕生，后來廣泛應用于空氣凈化器中。該技術最初是用于核能研究防護，確保科學家的呼吸安全，HEPA對直徑0.3μm 以上的微粒去除效率可達到99.7%以上，可以過濾煙霧、灰塵以及細菌等污染物。但采用這種過濾器的空氣凈化器產生的噪音大，濾網需要頻繁更換，維護成本高，且只能濾除懸浮微粒、無法濾除有害氣體。此時的空氣凈化器多為箱式結構，且產品體積大、機身沉重。

2.第二代空氣凈化器―組合式空氣凈化器

到了20世紀80年代，空氣凈化器開始應用于家庭，隨著空氣污染逐漸加重，人們對空氣凈化器的凈化能力要求越來越高?？諝鈨艋髟O計重心轉移到空氣凈化技術的研發，在此期間多種凈化技術應運而生，廣泛應用到空氣凈化器中。第二代空氣凈化器是在原有的過濾網基礎上結合了靜電集塵、活性炭吸附等技術，提高第一代空氣凈化器去除顆粒污染物功效的同時，還增加去除花粉、細菌等功能。此時的空氣凈化器仍處于被動凈化空氣狀態，存在凈化面積小、噪音大、需要定期更換濾網等不足之處。

3.第三代空氣凈化器―主動式空氣凈化器

離子化技術的誕生將空氣凈化器從被動凈化空氣轉變到可以主動凈化空氣，利用空氣的彌漫性可以凈化整個室內的空氣，不再局限于產品擺放位置，凈化效果也得到極大的提高，但容易產生臭氧。隨后光觸媒技術的出現解決了這一問題，因為其反應過程中本身不發生變化和損耗，安全無毒，降低了產品成本，也更迅速地殺滅空氣中的各種病毒、細菌等。由于主動式空氣凈化器（圖2a）的內部沒有過濾網和風機，因此在噪音和耗電量方面都非常低。與此同時，這類產品也無需更換過濾網，但在使用一段時間之后，這類空氣凈化器的電極部分仍需要水洗。第二、第三代空氣凈化器比較見表1。

4.第四代空氣凈化器―復合式空氣凈化器

隨著空氣污染源逐漸增多，人們發現單一的空氣凈化技術并不能完全去除空氣中的污染物質。復合式空氣凈化器應用多種技術和材料結合來達到功能最大化的目的。例如德國生產AGS-S6-幕尚S系列（圖2b）采用一體成型環保PP網、冷觸媒濾網和高效復合固化結晶活性炭濾網結合凈化空氣，一體成型環保PP網能有效阻隔如皮屑、毛發、塵土等較大顆粒物，冷觸媒濾網和高效復合固化結晶活性炭濾網則可以有效捕捉并分解空氣中的甲醛、苯、TVOC等有害物質，將被動凈化方式和主動凈化方式結合一起，實現了強大的空氣凈化功能。

5.第五代空氣凈化器―多功能空氣凈化器

隨著人們對生活質量的不斷關注，對空氣凈化器的功能要求已經不僅僅是凈化空氣，同時還需要提供健康的空氣。于是在傳統凈化器的基礎上設計師為其添加了空氣加濕、定時和空氣檢測等功能，空氣凈化器開始趨于多功能化。例如飛利浦的一款空氣一體機內置智能控制系統，具有智能檢測空氣質量和濕度的功能，可根據室內環境凈化空氣和調節濕度，同時還能提供健康空氣?？諝鈨艋鞯男问揭膊辉倬窒抻诩彝ビ秒娖餍问剑缜迦A大學所設計的“核孔膜防霧霾窗紗”（圖2c），其核心技術就是“核孔膜”，這些小孔是利用高能加速器加速原子核產生的強大穿透力制作而成，孔徑只允許分子通過，因此PM2.5等細小顆粒物會被薄膜擋住，這款窗紗對PM2.5的有效阻擋率達到98%以上。德國Trittec AG公司的第五代微塵過濾窗紗，采用具有高靜電效能的纖維材料制成，風拂過窗紗，就會因摩擦而產生不被人感知的靜電，并長時間維持，當微塵靠近就被迅速阻隔。

三、TRIZ理論在空氣凈化器發展中的應用

目前我國空氣凈化器日趨完善，設計師們在設計空氣凈化器時使用了很多TRIZ理論中的發明創造原理，有效解決了設計中所遇到的問題。TRIZ理論在空氣凈化器中的應用見表2。

在空氣凈化器外觀上，早期空氣凈化器以板式和箱式為主，這類產品占據空間較大，樣式單一，為了解決這一問題，設計師利用TRIZ理論的曲面化原理，設計出了圓柱式空氣凈化器，沒有棱角，增加安全性，給人溫和的感覺。同時減小了凈化器體積，并且圓柱式結構可承載更多濾網，使得過風距離和停留時間大幅增加，凈化效率更高，合理節省使用空間。隨著人們生活質量的不斷提高，以往產品的簡單造型和配色已經不能滿足人們的審美要求，設計師為了使產品更時尚美觀，運用TRIZ理論中非對稱和改變顏色的原則設計出各種異形空氣凈化器，色彩絢麗、造型獨特，擺放在室內不僅僅是空氣凈化設備，還是一件裝飾品，美觀實用。

在空氣凈化器功能方面，最初的空氣凈化器僅能過濾空氣中的顆粒物，隨著空氣污染物的增加，凈化器的功能也在不斷增加，在增加了過濾花粉、細菌、有毒氣體等凈化功能的同時還增加了空氣加濕、定時等功能，這則是運用TRIZ理論的多功能原則，多種功能合為一體，增大產品的競爭力和價值，滿足消費者更多需求?？諝鈨艋鞯膬艋δ懿粩嗤晟疲⒉荒芨鶕覂拳h境情況調節凈化功能，使用者也不能直觀地感受空氣凈化器的凈化功效，設計師則利用TRIZ理論動態化原則設計出智能空氣凈化器，在產品中加入智能控制系統檢測室內空氣質量，并隨室內空氣質量情況調整工作狀態，節約資源，快速有效，還可以通過指示燈顯示室內空氣質量，讓使用者隨時感受到空氣凈化器的顯著功效。

在空氣凈化器凈化技術方面，空氣凈化器最初的單層濾網式過濾，凈化效果差，設計師為使其能凈化更多污染物，在原有的基礎上增加多層過濾網，例如飛利浦空氣凈化器AC4372擁有4層過濾網，將凈化能力提升到可以過濾0.02微米的微塵。這便是利用了TRIZ理論中的向另一維度過渡的原則，利用多層結構代替單層結構，提高產品性能。

自從人們將設計重心轉移到空氣凈化技術，便有大量的研究成果運用到空氣凈化器中，活性炭便是其中之一。為解決空氣凈化器對氣態污染物凈化能力差的問題，設計師運用TRIZ理論中多孔材料原則，利用活性炭這種多孔材料凈化空氣，因其與空氣有極大的接觸面積，所以能有效凈化空氣中的氣體污染物?？墒腔钚蕴看嬖谖斤柡偷娜秉c，不及時更換容易產生二次污染?；钚蕴卡D納米二氧化鈦復合光催化技術的出現解決了這一問題，活性炭可快速吸附空氣中極低濃度的污染物加快光催化作用，二氧化鈦的光催化作用則促使活性炭吸附的污染物向二氧化鈦轉移，實現活性炭的原位再生，使空氣凈化器無需更換活性炭，從而降低成本，方便使用。這個過程運用的就是TRIZ理論中的自我服務原則。

四、空氣凈化器未來發展趨勢分析

通過分析空氣凈化器的發展歷程，預測空氣凈化器的未來發展趨勢有以下幾點：

1.智能化

智能家居是生活發展的大趨勢，空氣凈化器作為家居系統中的重要組成部分，必將順應發展趨勢，逐漸完善其智能性（圖3a）。這將使空氣凈化器使用更便捷舒適、更人性化，人們可以隨時掌握和操控家居環境。

2.模塊化

近年來人們對家居產品的需求愈發紛繁龐雜，并且追求個性化，傳統意義上的空氣凈化器總也難以滿足所有用戶的各類差別化需求。所以說，模塊化（圖3b）將是空氣凈化器的發展趨勢之一，未來空氣凈化器可將濾網及功能模塊化，用戶可自主選擇濾網及功能，滿足其個性化需求，提高產品滿意度。

3.多功能化

空氣凈化器從凈化空氣到向空氣中提供負離子，增加空氣加濕等功能，消費者在購買產品時也更青睞于多功能空氣凈化器。這無不體現著空氣凈化器多功能化的發展趨勢（圖3c）。也許在未來你可以在健身的同時來凈化家中的空氣。

五、結論

在空氣凈化器的發展過程中，人們運用了許多TRIZ理論。相信TRIZ理論在空氣凈化器未來的發展中也會起到重要作用?？諝鈨艋髟谖覈兄鴱V闊的市場前景，智能化、模塊化和多功能的空氣凈化器將會是未來發展趨勢，更加人性化的空氣凈化器將會為人們提供更為清潔健康的空氣環境，提升人們生活質量，服務人類。

責編/劉紅偉

參考文獻

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[2] 邱麥平.空氣凈化器的分類[J].現代家電.2014(14).

[3] 高立新.室內空氣凈化器的現狀及改進措施[J].哈爾濱工業大學學報.2014(2).

[4]數據參考：

篇3

空氣凈化器在中國起步于2002年左右，最初定位是消除室內甲醛及揮發性有機物。從2010年起全國大范圍霧霾天氣持續嚴重，成為激活這一產業的契機，商家紛紛打出“消除PM2.5”牌?，F在有近千家廠商在售賣空氣凈化器，價格從幾百元至上萬元不等。

其實，空氣凈化器并不是專為灰霾研發。世界第一臺空氣凈化器是1823年誕生于消防事業。當時這種新型煙霧防護裝置，可使消防隊員在滅火時避免煙霧侵襲?！岸稹逼陂g，美國政府投資研制出可過濾有害顆粒的HEPA過濾器――像紙一樣的、由疊片狀硼硅微纖維制成的一種干型過濾器。

與呼吸到霧霾，國人才想到空氣凈化器不同，國外的空氣凈化器主要用于除味、消除細菌以及揮發性有機物等，每種都標明了重點消除的污染物，比如主要用于甲醛、微生物及病菌的，會叫做空氣消毒機。這些產品在韓國的普及率高達70%，美國為27%，歐洲42%，日本17%。

商家們宣傳PM2.5去除率高達99%。從技術原理看，空氣凈化器對去除顆粒物有一定效果，但局限性在于，只在特定的適用面積及時間內有效。

目前的主流空氣凈化技術主要有兩種：濾網過濾和靜電吸附。國內以PM2.5為營銷概念的空氣凈化器，基本采取的是過濾式技術，配置有過濾網、風機，外配機器外殼。工作原理是：機器內的微風扇攪動室內空氣，在風機作用下，將顆粒物吸附在過濾網上，使空氣中的顆粒物遞減，達到清潔目的。

濾網一般由多層過濾材料組成：前置過濾網，用于吸附空氣中較大的灰塵和毛發顆粒等;活性炭濾網，主要用于吸附和去除有機物質、甲醛、微生物、病毒和一定量的重金屬，以及脫色、除臭等;HEPA濾網，即高效率空氣微粒濾芯，這層網就像更細密的針織網，也是整臺機器最貴的核心部件，面積越大、密度越細，吸附顆粒物的效果越好。產品價格的差異，就取決于過濾網配有幾層，以及材質的優劣。

HEPA孔徑微小，吸附容量大，凈化效率高，對≥0.3微米顆粒的捕捉能力很強，是國際公認的高效濾材。但其致命的弱點――容塵量有限。在過濾和吸附過程中慢慢的就會飽和，直至失去效力，如果不能及時更換濾網，反而會加重室內空氣污染。至于更換的頻率，則必須根據使用環境、空氣質量等具體問題具體分析。一般情況下，更換周期在四個月到一年之間不等。

靜電吸附類空氣凈化器是利用高壓靜電吸附的原理。在前端設置高壓電極絲，將通過的空氣中的微小顆粒帶上電荷，然后在后端設置負吸附電極板，將空氣中帶有正電荷的微粒吸附在負極板上，以達到凈化空氣的作用。它的優點是，不用更換濾網，運行噪音小，且可靜電滅菌。缺陷是，對苯、甲醛等有害化學物過濾效果較差，同時會因高壓放電而產生臭氧，造成二次污染。

空氣凈化器每小時輸出的潔凈空氣容量，即CADR值很重要，一般廠商都會在產品的介紹、包裝和機身上提到。這個值越高，封閉環境內空氣循環經過濾網的次數越多，空氣凈化的效率也就會相對更高。目前國內市場上有些品牌空氣凈化器標注的適用面積數值往往不夠嚴謹，而空氣凈化器的適用面積一般是通過CADR值計算得出的。

國際上認可的標準一般要求空氣凈化器在工作時，房間內的空氣循環次數每小時不能低于5次，CARD=2.3×房間容積/時間。比如，一間房的室內面積為15平方米，房間高度約為3米，那么，此房間空氣凈化器的CARD值應達到100以上。否則就不能達到應有的效果。

是不是這樣就能達到市面上宣傳的“PM2.5凈化率達到99%”呢？一位環境領域教授認為，凈化器確實對PM2.5值甚至以下的粉塵、懸浮顆粒有一定過濾作用，尤其是對空氣中漂浮的肉眼可見的顆粒物凈化效果較好，但能否去除大部分PM2.5還很難說。

篇4

“12月8日早晨，我醒得早，拿起手機看新加的朋友圈朋友，發現其中一位頗具科學精神：她購買了四五個牌子空氣凈化器，貴的有blue air，便宜的有smart air，然后借了專門的測試表測試效果，并跟大家匯報?！?2月9日，執行霧霾紅色預警的第二天，童書出版人三川玲在自己的公眾微信號發表文章，以人妻、人母視角記錄一個普通家庭在霧霾紅警之下，度過的真實一天。

作為典型北漂，三川玲一家一直沒有固定居所，常因不得已的原因搬家，之前她實在不想在添置了若干加濕器、電油汀后，又買一堆搬家時候頭疼的空氣凈化器。

“但是，從這一天，從某種意義上，我們都承認，霧霾已經成為我們生活常態的這一天，我必須為家人的健康負責?！庇谑牵诳赐昱笥训臏y評后，她選擇了四臺smart air，花了1500元。smart air，中文譯作“聰明空氣”的品牌，創始人是個外國小伙子，他發現空氣循環機加上過濾網，就可以凈化空氣。最初，三川玲覺得這聽起來有點像玩笑，她想不到自己會成為支持者。

三川玲自認并不悲觀，她曾是廣東省抗非典英雄，但面對霧霾，她有些無奈，“我希望在孩子還沒有長大時，就能迎來一直持續的美好藍天。我們還可以做些什么，讓變化的那一天，早點到來？”

潔凈空氣：自己DIY？

有所行動的人不在少數。

比如三川玲最終選定的凈化器品牌smart air的創始人――在中國生活的美國博士Thomas Talhelm，就是其中之一。

2013年1月的那場霧霾，讓身在北京的Thomas開始質疑“市面上的空氣凈化器為何如此高價？”經過一番研究，他用在淘寶上買的“高效空氣過濾”濾網（以下簡稱HEPA），綁在一個家用電風扇上，制成簡易空氣凈化器。此后，他和幾位朋友合作，于2013年9月創辦smart air網站。

在其官網首頁，有這樣一段話：“清潔空氣只要200RMB”。 但就像三川玲對smart air最初表示懷疑一樣，當一臺幾千甚至上萬元的凈化器和一臺DIY產品同樣擺在你面前，你很難肯定，它們會有同樣效果。

為證明自己，在2014年一場關于空氣凈化器研討會上， Smart air團隊也曾現場展示試驗效果――根據放置在同一屋內民用PM2.5檢測儀記錄的數據，Smart air產品開機兩個多小時后，PM2.5降低90%以上，且整個晚上都維持在很低水平。

但并非所有人都對這樣的結果表示認同。著名科普網站知乎上，就有人提出Smart Air對去除效率的測試并不嚴謹。而2014年那場研討會上，也有相關專業人士表示，PM2.5指的是直徑2.5微米以下的顆粒物，但Smart air試驗測試的則是2.5微米以上顆粒物。另外，現場試驗沒有設置對照組，不知是不是門窗自然換氣導致凈化。

但這些爭論似乎并沒有影響Smart air“粉絲”數量增加。畢竟，對于亂花漸欲迷人眼的空氣凈化器市場，價格是很多人首要考量的標準。

然而DIY產品畢竟還屬小眾。對大多人而言，小米凈化器才是行業價格方面真正的挑戰者。2014年末，定價899元的小米空氣凈化器甫一上市，就在凈化器市場上激起千層浪。彼時，小米空氣凈化器負責人在接受采訪時表示，小米就是要挑戰凈化器行業“天然的、不可侵犯的高毛利”。

凈化器價格為何幾百至上萬不等，原因不一而足。

據悉，市售空氣凈化器主要圍繞兩種技術制造―― “篩”與“吸”，即過濾與靜電吸附。

前文提到的Smart air、小米，以及市售大多數品牌，都屬于過濾原理凈化器。價格之所以存在很大差距，某種程度上和不同產品使用的過濾材質及工藝不同相關。

也有一些業內人士認為，“外殼+濾網+風機”的復雜程度遠小于冰箱和空調。一些DIY凈化器的擁躉者甚至表示，拆開一臺價值5000元以上的名牌空氣凈化器，其結構看上去同樣簡單――一個濾網加一個電風扇。

據業內人士介紹，大多數濾網式凈化器所采用的 “高效空氣過濾”，也就是HEPA，是凈化效果的關鍵因素之一。HEPA不同于普通濾網，它最早是美國科學家為“曼哈頓計劃”而研制出來，目的是過濾實驗室空氣中的放射性顆粒物。HEPA技術必須能把直徑在0.3微米以上的顆粒物過濾掉99.97%，并且要經過美國能源部的認證。而有些公司故意偷換概念，聲稱自己生產的是“HEPA類濾網”或“仿HEPA濾網”。

從原理上講，HEPA濾網的物理縫隙比0.3微米大很多，否則風阻太大，通風量會受到影響。而這種濾網之所以還能阻擋0.3微米級顆粒物，是因為一些特殊的物理結構和材料的化學性質所致，因此HEPA濾網通常不能重復清洗，使用一定時間必須換新，而這就會增加空氣凈化器使用成本。若不按要求更換濾網，很可能造成“二次污染”。

HEPA濾網究竟何時更換？

在空氣凈化器業內，測評標準更是五花八門。有人表示，凈化器市場之所以如此混亂，正源于標準這把尺子尚未到位。

2015年9月，國家標準委批準了新修訂的GB/T 18801-2015《空氣凈化器》國家標準。該標準將于2016年3月1日正式實施。其實，早在2008年，國家就頒布了GB/T18801-2008版《空氣凈化器》國家標準。雖然新舊兩版均為推薦性標準，但不可否認，標準的實施，勢必會把關于凈化器效果的評價逐步拉到同一把標尺下。

參與此次標準修訂的中國家用電器研究院副總工程師魯建國表示，隨著標準的普及，消費者能夠依據標準更理智地選購空氣凈化器，也可以倒逼企業，迫使更多企業執行標準。這對于一些僅僅“標注PM2.5去除率達到99%”的市售凈化器而言，無異于規范與約束。

魯建國介紹，此次新標準明確了空氣凈化器的基本技術指標為 “潔凈空氣量”（簡稱CADR值）和“累計凈化量”（簡稱CCM值）。潔凈空氣量是指單位時間內，空氣凈化器能夠凈化的空氣體積。累計凈化量則是指空氣凈化器究竟能凈化多少物質（包括灰塵、固體顆粒物等）。前者表示凈化能力，即空氣凈化器能管多大面積，是空間指標；后者表示凈化持續性，也就是使用壽命，是時間指標。CCM值正與濾網使用更換時間相關。

在魯建國看來，面對凈化器廠商紛繁宣傳語，公眾無需太過糾結某些新功能或智能化指標，從實際效果而言，應首要關注潔凈空氣量和累計凈化量兩個核心指標。在價格相同的情況下，潔凈空氣量和累計凈化量兩個指標越高，空氣凈化效果越好。相反，如果這兩個指標相同，價格越低的產品，性價比相對較高。

在兩個核心標準之外，公眾可以再根據一些個性化要求考慮各項指標的協調性，如凈化器外形、操作是否方便、使用噪聲，等等。

凈化器――眼花繚亂怎么選？

作為一個三歲孩子的母親，李葉和三川玲一樣，至少在2015年以前從沒有認真考慮過購買凈化器這件事。直到2015年11月底那次“霾鎖京城”，在外奔波一天的她，明顯感到呼吸不暢?；氐郊?，看到弱小的女兒，她忽然一陣難過。

李葉所代表的，是一個養育者最普遍的心理。整個晚上，她都混跡在各種微信“媽媽群”，她發現“霧霾”、“凈化器”成了群里最熱的兩個詞。她也看到有媽媽提到，自己跟著網上視頻，用電風扇加過濾網制作了“空氣凈化器”。凈化效果暫時不提，但大功率風扇的嗡嗡響動，確實不適合孩童。

李葉決定放棄自己動手。

只是，出手購買同樣讓人糾結。原因在于，目前市場上有超過300個品牌的空氣凈化產品。如何在種類繁多的空氣凈化器中挑選出凈化效果最強、性價比最高的產品，成了李葉心頭的疑問。

由于女兒睡眠不好，李葉對凈化器靜音效果極為苛求。“媽媽群”有人向她推薦靜電吸附式產品，也就是目前凈化器市場上另一類主流產品。

所謂靜電吸附，是通過產品附加電場釋放大量正電荷，正電荷與空氣中的污染物碰撞，使之帶有正電。凈化器集塵板帶有負電，帶有正電荷的污染物向集塵板運動。帶有正電荷的污染物遇到帶有負電集塵板后正負相抵，污染物被吸附在集塵板上。另外，除靜音外，這種凈化器沒有濾網，吸塵板可以清洗之后重復使用，因此不需更換濾網從而避免二次消費。

但這類凈化器也非十全十美，比如臭氧問題，就讓很多人對其本身的安全性存疑。

當李葉用“凈化器”+“臭氧”+“超標”幾個關鍵詞在網上進行搜索時，類似“部分空氣凈化器抽檢，臭氧超標10倍有害健康”、“網上熱銷小型空氣凈化器，臭氧釋放量超標傷害人體”這樣的標題讓她心塞。

不過，在中國家用電器研究院副總工程師魯建國看來，臭氧并不可怕，并且適當的臭氧對人體是有利的。

持同樣看法的還有2013年將艾奧尼克（lonicpro），這個美國著名空氣凈化器品牌引入國內的專業人士劉文祥。在他看來，討論臭氧，一定要清楚何為“安全范圍”，即適當的臭氧能夠使人舒服，只有當臭氧濃度超標時，人們才會不適。“當每立方米不流轉空氣中的臭氧濃度到達0.1mg時，我們的喉頭、鼻腔等器官就會感受刺激。而當這個濃度到達0.2mg/m3時，呼吸道疾病就會加劇，雙眼也會感受到刺激?！?/p>

1992年旅居美國的劉文祥，既是艾奧尼克的引入者，也是該產品超過十余年的使用者，他一直用其對付自己的花粉過敏。在他看來，國外空氣凈化器非常普及。“你知道哪個國家空氣凈化器家庭占有率最高？瑞典。他們的空氣非常好，大家使用凈化產品的理念在于，要讓家里的空氣和大自然的空氣一樣好?！眲⑽南榘l現，如今中國人對于空氣凈化器的認知還停留在“緊急救火”階段?！办F霾天和晴天撥打我們咨詢電話的顧客比例達到7：1”，“其實如果看天氣預報會發現，即使是晴天，空氣也是輕度或中度污染。當PM2.5指數為50到60時，大家就會認為空氣很不錯，其實PM2.5數值為10，空氣質量才算真的好，但平日空氣質量很難達到這個效果?！?/p>

如何把臭氧控制在安全范圍內，則需要專業性和技術積淀。劉文祥因此認為，雖然靜電吸附式凈化器的強大之處顯而易見，比如終身不需換濾芯、易清潔、省電、無噪音，但存在技術壁壘?！安捎渺o電集塵的空氣凈化器，如果電壓過低那么凈化效果非常有限，但是如果電壓過高的話就可能產生很多臭氧?！?/p>

劉文祥強調，在選擇靜電吸附式凈化器時，要了解臭氧排放標準，同時關注技術檢測報告。除了外界普遍提及的臭氧技術壁壘，劉文祥認為靜電吸附式凈化器相對于濾網式，由于靜電集塵主要靠靜電吸附，不使用風扇電機，這使得其短時間難以快速實現凈化，需要一定時間，網上就有體驗者表示，基本半小時起效。劉文祥因此建議若遇到極端天氣，普通家庭其實可以靜電式搭配濾網式一起使用，“首先用濾網式凈化器將空氣指數快速降下來，同時用靜電吸附式保證效果持久。

李葉判斷空氣質量好壞，是每天出門時抬頭望望遠處的北京西山。空氣良好，西山遙遙可見；輕度污染，西山變得朦朧；重度污染，西山消失不見。但無論西山“在”還是“不在”，她都會每天為女兒開著最終選定的凈化器。

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瑞士人的霧霾檢測器

在京東金融的頁面上，鐳豆智能空氣檢測儀已經眾籌了66047元人民幣，項目成功。在這個眾籌項目里，共有911名支持者。在項目的話題里面，有不少網友留言詢問鐳豆的購買方式。據創始人Liam Bates表示，“鐳豆”的初始銷量很不錯，產品需求更在今年11月底――也就是北京爆發嚴重霧霾時猛增。目前“鐳豆”的現貨已經售罄，要到明年1月初才能開始交付那些延期的訂單。

瑪麗娜?德羅內是那些焦急等待的人之一。來自法國、已在中國生活七年的德羅內花費數千美元為家中購買了六臺空氣凈化器。她說：“我跟其他所有人一樣購買了空氣凈化器，但想要確定它們是否表現良好?！瘪v北京的醫生圣西睿智在測試了“鐳豆”的準確性后豎起了大拇指。

創始人Liam Bates是一名27歲瑞士小伙兒，因深受霧霾困擾，發明了名為“鐳豆”的霧霾監測裝置。

Liam Bates中文名叫李牧，他說一口流利普通話，曾在中國的電視臺工作。他的妻子由加拿大搬到北京時開始出現哮喘癥狀，從那時起這對夫婦對污染監測產生了興趣，開始研究空氣凈化器。

他們自己設計和生產，并在2014年創辦了原點生活（北京）科技有限公司。首批產品“鐳豆”和一款標價700美元、名為OxyBox的空氣凈化器已于今年夏天上市。這兩款產品都在中國制造，所用的組件則來自世界各地。

據美國《洛杉磯時報》報道，該裝置跟一個大橙子差不多大，能用于室內、車內等空間。

室內空氣檢測裝置并不新鮮，但“鐳豆”時尚的設計和79美元的標價使它受到歡迎。該裝置由一塊可充電電池供電，通過一個小口吸入空氣，隨后空氣會經過一道激光束，激光束在碰撞到污染顆粒物時會發生折射。傳感器會對這些折射進行測量。結果會顯示為標準空氣質量指數0-500范圍的數字讀數。用戶可以在手機上安裝一款可監控多臺“鐳豆”的應用程序，并在空氣質量開始變差時發送警告。

按照李牧的設想，在網上收集來自數千臺“鐳豆”裝置的數據，便可以告訴人們哪些餐館和商店的空氣質量最好，哪些不去為妙。

他發現自己家中的污染水平會在每天中午左右上升，因為鄰居正在做飯，油煙通過一個共用的排風口滲入他家的廚房。

因為鐳豆的暢銷，李牧收到了來自于世界各地（包括印度、德國甚至美國加州）的詢價?！拔覀冎圃焖臅r候，覺得‘這是一款只在中國有用的產品’。但顯然完全不是這樣。”他說道。

荷蘭人的霧霾凈化塔

1979年出生于荷蘭的設計師丹?羅斯加德（Daan Roosegaarde）幾年前來到北京參加設計周活動，正好遇到了嚴重霧霾，他被眼前的景象所震動，決定以設計師的方式來改變現狀。

羅斯加德于是召集自己的團隊，設計一個超大的空氣凈化塔，用來凈化空氣，吸收霧霾。

空氣凈化塔的靈感來源于已被醫院普遍使用的基于離子技術的凈化裝置，該裝置中包含有一系列連接到高壓電源的電極，在地面占據幾立方厘米的空間。設備會將正電荷滲透到周圍的空氣和煙霧顆粒中，形成微弱的靜電場。吸塵器地面設備再將微粒吸到地面上，隨后就能像清理普通垃圾一樣，處理這些微粒。

在經過長期的研究和嘗試后，2015年，羅斯加德終于與他的團隊設計出了目前世界上最大的“電子真空吸霾器”。

它的外觀是白色百葉窗結構的大型空氣凈化塔，可以吸入被污染的空氣，經過凈化后再將干凈的空氣排出。按照設計，這個塔狀的機器有6.5米高，每小時能吸收3萬立方米空氣中的灰塵。通過“空氣凈化塔”，路人和附近的居民都能享用它帶來的新鮮空氣。

羅斯加德表示，這一名為“零霧霾計劃”的項目“可以在一天之內安裝完畢，由于采用輕型材料，因此運輸也相對方便和快捷”。

這個荷蘭人發現，開機4小時后，收集的灰塵當中40%的成分都是碳，于是他突發奇想，將它們壓縮做成黑色“鉆石”，并做成戒指，時刻警醒人們。制作一顆這么大的“鉆石”，大概需要凈化1000立方米的空氣。

這些制作精美的“霧霾戒指”募資將用作改進空氣凈化塔，還將用于建造北京第一個空氣凈化公園。

目前，羅斯加德的團隊在國外眾籌網kickstart上發起了“共建空氣凈化塔”項目，目標是籌集5萬歐元，讓他意想不到的是，僅僅三天就募集到了82760歐元。

美國人DIY廉價空氣凈化器

年輕的美國人、芝加哥大學行為科學助理教授Thomas Talhelm DIY空氣凈化器的文章就在網上瘋轉。

他認為，空氣凈化器的制作很簡單：有風+濾網。自己如果DIY，買原材料100-300多元就能做出價格1000-10000元的空氣凈化器。

DIY空氣凈化器的第一步是了解空氣凈化器的原理，Thomas研究發現，可以用于適合DIY空氣凈化器的過濾裝置有三種，分別是紫外線過濾器、活性炭和HEPA網。其中紫外線過濾器只針對細菌，而且效果并不理想；活性炭善于過濾的是有機碳基雜物，對顆粒污染無效；HEPA網則可以過濾PM2.5甚至更小的顆粒污染，因此首選是HEPA網。

過程非常簡單，Thomas購買的是58元的電風扇和108元的HEPA濾網，將電風扇的保護罩和開關旋鈕拆掉后，將HEPA網固定在風扇上，簡易的空氣凈化器就做好了，總共花費166元人民幣。

Thomas用不同的風扇DIY空氣凈化器進行嘗試，最讓他得意的一款，他命名為“大炮”。

Thomas使用Dylos DC1100 Pro Air Quality Monitor對它的實際效果進行了測試。

Thomas的測試表明DIY的空氣凈化器對PM2.5的凈化率超過90%，開啟之后PM2.5數值直線下降，開啟3小時后效果達到最佳，屋內PM2.5數值降至50以下。

如果選用更強力的風扇，不僅PM2.5的凈化率超過90%，PM0.5的凈化率同樣超過90%。

Thomas還將DIY的空氣凈化器和市面上Blue Air 203/270E、Philips AC4072進行了比較，這兩款產品售價分別為3600元和2700元，實測顯示，DIY的空氣凈化對PM2.5和PM0.5的凈化效果并不比數千元的產品差。

篇6

近年來，全國各地多次遭受霧霾侵襲，各地空氣污染嚴重。如何改善空氣質量越來越受到國人的關注，與此同時，空氣凈化器的市場和需求迎來爆炸式的增長，空氣凈化器等空氣清潔產品的銷量大增，空氣凈化器被家電業界譽為“明星產品”。

一組來自中國電子信息產業發展研究院的數據足以佐證“明星產品”的說法――2013年，空氣凈化器全國銷售量接近240萬臺，同比增長90.5%；零售額達到56億元，同比增長105.9%。

“近幾年隨著國內居民消費水平的逐漸提高，以及人們對空氣質量和環境污染的高度重視，空氣凈化器也受到了人們的追捧，但是我國空氣凈化器市場依然處于起步階段。從市場發展潛力來看，目前我國空氣凈化器的普及率還不足0.5%，而有些發達國家空氣凈化器的普及率已經很高（基本達到20%以上），由此看來，我國空氣凈化器市場發展潛力是巨大的。”萬家樂空氣凈化器事業部負責人劉詩鋒在接受《廣告主》雜志采訪時如是說。

根據中怡康的監測數據顯示，2013年1月～8月，國際品牌的占比達到84.1%，國內品牌只有15.9%。所以國內品牌在空氣凈化器領域還有很大的提升空間。奧維咨詢（AVC）數據同樣顯示亮眼：2013年，空氣凈化器的市場規模為120億元左右，預計2014年將會超過200億，到2020年將會超過1500億。未來空凈市場將隨著高增長形成一個非常龐大的市場。

以市場需求為導向，進軍空氣凈化器市場

據了解，萬家樂于2013年底推出了自己的空氣凈化器。談起萬家樂進軍空氣凈化器市場的原因，劉詩鋒表示公司是多層方面考慮后做出的戰略布局。

首先，在戰略層面，萬家樂“百億”工程規劃中，家居健康類產品是一個重要的增長模塊，公司致力于清潔能源應用、打造家庭舒適環境的技術方向，一直在開展空氣污染解決方案方面的研究和準備；其次，從環境背景上，近兩年，“霧霾”這個名詞頻繁出現在大眾眼前，據權威數據顯示，2013年全國平均霧霾日數為29.9天，較往年同期偏多10.3天，達到52年來的峰值，這個數值引起的萬家樂的關注。此外，在市場方面，2013年空氣凈化器銷量大約240萬臺，同比增長90.5%。盡管空氣凈化器市場異?；鸨珖鴥葍艋鞯钠占奥嗜暂^低。據了解，國內凈化器家庭普及率僅為美國的百分之一，日本的七十分之一……這意味著，誰能抓住市場需求，在市場上占有一席之地，誰就能開拓廣闊的市場藍海，成為行業的領導者。穩坐小家電市場龍頭的萬家樂向來對行業發展有著先天的敏銳嗅覺，T6的上市正是最有利的佐證。

“T6此款產品主要面對的是家庭消費群體。”劉詩鋒表示，萬家樂產品能夠同時滿足消費者基本需求和深層次需求的，能夠給使用者帶來超出預期的舒適體驗，滿足消費者在功能和操控體驗層面的雙重需求。正是基于對消費者需求和市場調研，萬家樂適時的推出了T6這款產品。此產品主要適用于50m2以下的空間，能夠以大風量去除甲醛，秒除霧霾；同時萬家樂首創“智能凈”模式，智能自學習用戶行為，依據用戶的使用習慣智能運行，通過機器的高靈敏度灰塵傳感器判斷空氣質量，自動用最適合的模式智能運行。

值得一提的是萬家樂首創了“智能凈”模式，智能自學習用戶行為，依據用戶的使用習慣智能運行；連續記憶您家21天的動態凈化空氣記錄，自動精確判斷用戶的生活習慣，適時自動預先凈化空氣，睡眠時自動進入睡眠狀態，在即將回家時預先凈化空氣，為用戶量身定制健康舒適的呼吸生活。自適應節能系統提供兩全其美的節能方案，特有動態凈化系統，不拔插頭也省電的模式，讓用戶在享受舒適健康空氣的同時不必為高耗能煩惱。

以互聯網方式營銷產品

當下，業內對互聯網思維推崇備至，以小米手機為代表的“互聯網模式”更是成為眾多企業爭相學習的榜樣，特別是小米的“饑餓營銷”更是成為當下營銷的重要方式。傳統企業開始大舉進軍互聯網，萬家樂無疑走在了前列。

“在互聯網盛行的時代下，隨著用戶購買習慣的改變，我們已經進入了信息化營銷時代，使我們的營銷理念有了全新的演繹?！眲⒃婁h表示，“在銷售渠道上，我們融合線下銷售與B2B、B2C、O2O等線上模式，整體規劃，統一布局信息流、資金流和物流，打造一套以用戶購買行為為服務核心的‘無邊界'銷售模式?！?/p>

在互聯網時代，萬家樂敏銳地意識到，企業不能僅賣硬件，還要經營用戶?！霸谄放仆茝V方面，我們意在讓更多的媒體朋友熟知萬家樂，讓更多的消費者通過不同的信息渠道了解萬家樂。因此，針對不同消費群體的信息獲取渠道，我們除了傳統媒體外，還采用微博、微信等新媒體傳播形式，通過傳統媒體與微博營銷矩陣打造多元化傳播渠道，以及微信平臺的品質服務。萬家樂在不斷擴大消費者的服務平臺，與萬家樂產品各階層用戶互動交流，傾聽用戶對萬家樂產品最真實的聲音?！?/p>

行業洗牌在即，

空氣凈化器行業發展駛入分水嶺

縱觀中國空氣凈化器行業，環境問題的日益突出以及消費水平的不斷提升，都有力地促進了空氣凈化器市場的蓬勃發展，但整個空氣凈化器行業仍然處于一個比較“年輕”的階段。相關業內人士指出，像電視、洗衣機、冰箱這樣的大家電，顧客都很熟悉，購買時主要是選渠道、比價格、看品牌，已經有了一個成熟的品牌篩選和評估機制。而對于空氣凈化器而言，活性炭、超濾膜、反滲透等技術原理常常讓消費者一頭霧水。

更為嚴重的是，由于行業門檻的缺失和暴利的存在導致多數家電廠商趨之若鶩，粗制濫造的產品充斥市場。一些空氣凈化器企業急于牟利，概念炒作嚴重，很多不知名品牌所生產的劣質空氣凈化器，不僅不能有效地凈化空氣，而且讓消費者對空氣凈化器失去信心。這些都嚴重阻礙了中國空氣凈化器市場的持續健康發展。而要解決這些問題，不但需要空氣凈化知識的進一步普及，更需要企業打造差異化的競爭優勢，真正實現做大、做強。

尚普咨詢在《2013-2017年中國空氣凈化器市場分析及投資策略研究報告》中則提到，我國的空氣凈化器行業還處于高速增長期，整體利潤都很高，已經進入暴利行業的隊列，由于市場競爭格局將和小家電相似，開始會有很多企業涌入。并指出，由于國內缺乏空氣凈化器的相關行業標準，使得一些品牌的產品存在價格虛高的問題，不利于行業長期發展?！秷蟾妗奉A計經過大概3年的市場競爭，只有少數幾家企業能夠沉淀下來。

篇7

多重過濾確保凈化效果

縱觀2013年空氣凈化器行業產品的流行趨勢，從技術層面來說，目前，空氣凈化器成熟技術包括等離子技術、紫外光技術、可見光技術、負離子技術、光觸媒技術、吸附技術、靜電技術、臭氧技術、氧化技術、催化技術、吸收技術等?，F在市場上的主流品牌主要依靠過濾網過濾技術實現凈化空氣的功能，并同時輔以分解或離子凈化的特性對空氣質量進行優化。有的外資品牌以四重過濾系統為賣點，其多重過濾可過濾掉過敏原和大于20納米的微小顆粒，包括細菌和部分病毒。第一重：預過濾網經過抗菌物質處理，可濾除頭發、寵物毛發等較大顆粒。第二重：多重過濾網可過濾甲醛及有害氣體。第三重：活性炭過濾網能夠有效去除異味和有害氣體。第四重：HEPA（高效空氣凈化器）過濾網具有抗菌涂層，可有效去除細小的灰塵和煙氣，同時有機抗菌材料的抗菌和防霉功能也可以消除細菌和霉菌。

加濕功能錦上添花

還有某些日資空氣凈化器品牌，其加濕空氣凈化器采用了三維空間內產生大量高速等離子放電技術。該產品的工作原理是采用吸入式凈化方式，將污濁空氣吸入空氣凈化器內部，經多層濾網吸附，同時集中進行氧化分解，去除空氣污染物。該產品可以分解包括細菌、病毒、甲醛以及過敏原等在內的多種有害物質。也有一些品牌產品采用離子群凈化技術，與前置濾網、除臭活性炭濾網、除甲醛濾網、集塵HEPA濾網等多重濾網相結合，達到吸附甲醛、異味、粉塵、油煙、塵螨等污染物的作用。

另外，隨著天氣變冷，北方室內開始取暖，房間通常處于密閉狀態之下帶加濕功能的空氣凈化器不僅滿足了凈化空氣的需要，同時也可以幫助房間提高濕度，減少暖氣造成的室內干燥對人體的影響。

新風系統多一種選擇

通過空氣凈化器來改善室內空氣質量，是目前的主流，但也存在著一定的局限就是不能提供新鮮的空氣，并且運作費用也比較高。業內人士認為，目前改善室內空氣質量最好的方法是將室外空間經過過濾后送到室內。而且必須是雙向換氣，連續置換24小時連續運行，可以讓室內空氣的含氧量接近室外2 1 %，這就是最近幾年消費者比較關注的新風系統。

篇8

關鍵詞:EMP7128;CPLD;空氣凈化;控制系統

中圖分類號:TP273文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2010)02-347-02

Designing of the Control System Based on the CPLD for A Photocatalytic Air Purifier

YAN Chao-wen1, ZHANG Li2, SUN Dong-ning1

(1.School of Information & Engineering, Shanghai Maritime University, Shanghai 200135, China; 2.Institute of Marine Material Science & Engineering, Shanghai Maritime University, Shanghai 200135, China)

Abstract: A new control system of a photocatalytic air purifier based on the CPLD of EMP7128 was designed. The functions and design principles of the control system was firstly discussed. Then details of the hardware circuit was given. Finally the specific modules inner the CPLD on the workbench of Quartus Ⅱwas programmed and simulated. As practice proved, this air purifier can work well and the control system showed high reliability and good applicability.

Key words: EMP7128; CPLD; air purifier; control system

自20世紀以來,隨著人類的生產、生活活動加劇,全球范圍內的大氣污染日益嚴重,因空氣污染所產生的年疾病率已占全球疾病率的4%,居疾病負擔的危險因素第四位,因此,世界各國都在大力研究發展各種能夠治理解決空氣污染的空氣凈化技術,多種類型的室內空氣凈化器也已紛紛面市。其中,新型光催化技術是近年來迅速發展起來的一種被稱為“綠色友好”的高級氧化空氣凈化技術,該技術是利用一定能量的光照射光催化劑所產生具有強氧化作用的的羥基自由基來迅速降解去除有機污染物。在治理室內的有毒有害揮發性有機物(VOCs)以及各種致病霉菌、真菌和病毒等方面新型光催化技術展現了巨大的優勢,成為近年來的熱點技術[1-3]。而對采用光催化技術的空氣凈化器來說,在實際應用中其空氣處理效果的好壞,除了與其采用的光源和光催化劑的工作效率有關,還與其整個硬件控制系統對其工藝參數如作用時間、運行模式等的精確控制與否直接相關。

該研究即圍繞設計新型光催化空氣凈化器的控制系統開展,研究了基于CPLD的光催化空氣凈化器控制系統的功能以及設計原理,并進行了控制系統的硬件電路設計和調試。CPLD器件最大的優點在于可現場編程[4-5],改變邏輯關系時,無需更改外部線路板,只需用圖形語言程序或硬件描述語言程序來改變電路,生成下載編輯軟件,通過下載電纜輸入CPLD器件即可,非常方便,特別有利于新產品試制,所以使用CPLD作為空氣凈化器的控制系統應是一個較可行的選擇。

1 控制系統功能介紹

該控制系統是由按鍵和空氣質量傳感器來控制的,可在手動和自動模式下運行。當系統處于手動運行模式時,可通過按鍵控制紫外光燈的打開和關閉,并設定其工作時間。當系統處于自動運行模式時,它可通過空氣質量傳感器測得的空氣質量的好壞自動開關機工作。具備監視功能:系統運行時,室內空氣質量情況和系統的運行狀態可在液晶顯示屏上顯示。液晶顯示屏可根據空氣質量的污染程度分別顯示綠、黃兩種不同的底色。該光催化空氣凈化器的控制系統結構框圖如圖1所示。

2 控制系統硬件設計

光催化空氣凈化器的控制系統硬件原理圖如圖2所示,其核心為EMP7128SLC84-15。EMP7128SLC84-15是Altera公司的MAX7000S系列CPLD,它采用CMOS工藝,并以第二代矩陣結構為基礎,實際上也是一種基于E2PROM的器件。EMP7128SLC84-15有84個引腳,其中5根用于ISP(In System Programmable)下載,可方便地對其進行在系統編程。此器件內集成了6000門,其中典型可用門為2500個,有128個邏輯單元,60個可用I/O口,可單獨配置為輸入、輸出及雙向工作方式,2個全局時鐘及一個全局使能端和一個全局清除端。EMP7128SLC84-15支持多電壓工作,其傳輸延時為7.5ns,最高工作頻率高達125MHHz,并支持多種編程方式,同時可利用Altera公司的開發軟件Quartus Ⅱ方便地進行仿真、綜合和下載[7]。

手動模式下我們可以通過鍵盤設定工作時間,設定的時間在液晶屏上顯示出來并進行倒計時,一旦超過設定時間,EMP7128SLC84-15將控制空氣凈化器停止工作。并且我們可以通過按鍵對真空紫外光燈進行開關。

自動模式下我們采用空氣質量傳感器來控制其工作,空氣質量傳感器是選用日本進口的QS-01空氣質量傳感器。QS-01是一種二氧化錫半導體氣體傳感器,可以檢測香煙、NH3、酒精、CO等多種空氣中的污染氣體,靈敏度高,并且響應時間很快,傳感器采用塑料外殼,3個引腳,可在極低的功耗情況下獲得極好的感應特性,非常適合應用于空氣品質控制系統、排風電扇和空氣清新機。傳感器原理圖如圖3所示?？諝赓|量傳感器的用法如系統硬件原理圖所示,使用時將端子1接電源5V正極,端子3接電源5V負極。端子2接EMP7128SLC84-15的I/O口。通過測量電阻R1的電壓值能夠判斷空氣質量的好壞。我們利用A/D轉換功能測量電阻R1的電壓。設定允許A/D轉換,并對A/D轉換的結果設定為左或右調整:設定VDD和VSS為參考源;經內部A/D轉換后,存入A/D結果寄存器中,再經過軟件處理。由試驗和空氣質量傳感器的特性得知:空氣質量的污染程度與電阻R1的電壓值成正比例關系,即R1電壓值越高,污染程度越高?？諝赓|量良好時,系統通過EMP7128SLC84-15去控制停止風機和紫外光燈工作,且液晶顯示屏的底色為綠色;當污染程度偏高時,EMP7128SLC84-15控制打開風機和紫外光燈用來凈化空氣,并且液晶顯示屏的底色為黃色。

3 CPLD軟件設計

CPLD具有用戶可編程、時序可預測、速度高和容易使用等優點。上至高性能CPU,下至簡單的74電路,都可以用CPLD來實現。而且CPLD的可編程性,使修改和產品升級變得十分方便。用戶可以根據原理圖或硬件描述語言自由地設計一個數字系統,然后通過軟件仿真,事先驗證設計的正確性。采用VHDL語言進行軟件編程,利用Altera公司的CPLD開發軟件Quartus Ⅱ進行設計輸入、項目處理、項目校驗及器件編程等。設計輸入可采用原理圖輸入、文本輸入、波形輸入或第三方EDA工具生成的設計網表文件等輸入方法;設計校驗包括功能仿真、時序仿真和定時分析;器件編程是用經過仿真確認的配置文件配置CPLD器件;在線校驗是對編程后的CPLD器件加入實際的激勵信號進行測試,檢查是否可完成預定功能;最后完成整個系統設計。

CPLD軟件設計主要基于模塊化設計思想。將控制系統根據功能不同分成若干模塊,并分別對這些模塊在Quartus Ⅱ開發平臺上進行編程設計仿真,當每個模塊都設計正確時,在Quartus Ⅱ開發平臺上將給個模塊連接成頂層設計原理圖仿真,驗證設計的正確性?，F可將光催化空氣凈化器控制系統主要分為鍵盤掃描電路、鍵盤消抖電路、分頻器、計數器、狀態機子模塊。其頂層設計原理圖如圖4所示。

圖4 頂層設計原理圖

4 結束語

該文介紹了使用CPLD在相應開發軟件Quartus Ⅱ軟件支持下,使用原理圖方式和VHDL硬件描述語言結合實現光催化空氣凈化器控制系統的設計;利用CPLD芯片EPM7128SLC84-15設計了硬件電路并制作成實際的系統進行了測試。這種設計方法使設計人員擺脫了電路細節的束縛,設計效率高、成本低,電路制作簡單、可靠性好,并且各模塊均可進行功能仿真,便于發現錯誤和進行修改,特別有利于新產品試制,大大縮短了開發周期;CPLD還具有保密性強、受外界干擾影響小,電磁兼容(EMC)性能好、價格大眾化等特點,體現了EDA技術及CPLD器件的優越性和廣闊的應用前景,所以使用CPLD作為光催化空氣凈化器的控制系統是一個很好的選擇。

參考文獻:

[1] 丁震,陳曉東.納米光催化空氣凈化器對甲醛及總揮發性有機物凈化效果的實驗研究[J].中國衛生工程學,2004,3(3):136-138.

[2] 張亞莉,馬驪,薛磊等.納米光催化空氣消毒機對高壓氧艙內空氣消毒效果觀察[J].中華醫院感染學雜志,2008,18(8):1118-1119.

[3] 鹿院衛,李文彩,盛建平等.污染物傳質作用下的室內光催化空氣凈化研究[J].工程熱物理學報,2007,(5):868-870.

[4] 黃任.VHDL入門、解惑、經典實例、經驗總結[M].北京:北京航空航天大學出版社,2005.

[5] 江思敏.VHDL數字電路及系統設計[M].北京:機械工業出版社,2006.

篇9

“PM2.5：一個‘慢半拍’的環保話題”、“管不了大氣PM2.5，那就想辦法凈化室內空氣”、“活過2012年靠啥？　PM2.5終極防護裝備揭秘”、“PM2.5將引爆中國‘空氣革命’”、“　空氣凈化生意，百億市場暗流涌動”……

這是自2011年10月以來，各大媒體上關于PM2.5以及空氣凈化市場的主要報道。

PM2.5，一個直徑還不到人頭發絲粗細1/20的2.5微米的顆粒物，半年來從全民熱議到加入國標，它所帶來的不僅是人們對空氣質量關注意識的提高，更讓低迷許久的空氣凈化市場開始“大翻身”。

從2003年的SARS，2008年奧運外國運動員拒賽，到2011年日本核泄露事件，空氣凈化市場一直依靠突發事件來刺激產品銷售與技術研發，此次PM2.5給空氣凈化市場帶來的究竟是“一笑而過”的短暫輝煌？還是產業的進一步升級？

小顆粒帶來大生意

阿基米德說過：“如果給我一個支點，我可以撐起整個地球?！爆F在可以用這句話來形容PM2.5，因為它“撐”起了一直打不開銷路的空氣凈化市場。

“PM2.5污染自2011年下半年被廣泛關注以來，確實對遠大凈化機的銷售起到了較大的推動作用，尤其是在北京等地更是帶來了數倍的增長?！边h大空品上海事務所總經理蔡佳對《中國地產總裁》雜志記者說。同時，他還表示，PM2.5也使得更多人關注到空氣凈化產業，使遠大的經銷網絡得到了快速發展和健全，為持續穩定的銷售量增長打下了更堅實的基礎。

美埃凈化科技（上海）有限公司總經理陳民達也表示，“半年來，向我們咨詢、購買、應用空氣凈化器的客戶越來越多?！庇捎诿腊Ｔ诳諝鈨艋袌鲆迅艛凳?，產品在設計之初就考慮到對PM2.5的去除效率，所以美埃還適時拿出了國家權威部門對PM2.5去除效率的檢測報告?！拔覀兘璐思哟罅耸袌鐾茝V力度，向設計院、房地產商、暖通領域的企業推廣我們的品牌、理念以及控制方案，現在我們迎來了一次發展良機！”

想趁PM2.5這股東風順勢而起，擴大戰略版圖的企業并不僅僅遠大和美埃，據了解，目前以飛利浦、松下、夏普為代表的國外品牌，和以美的、海爾等知名家電品牌也在積極尋求機會進入空氣凈化行業。目前中國從事空氣凈化器制造的企業已經驟增至數百家。

根據國家室內環境和環保產品監督檢驗中心預估，“十二五”末中國室內環保產業規模將達到1000億元，此前這一預估數字僅為800億元。室內環保產業包括室內檢測、凈化（凈化劑、凈化器），其中凈化器比重較大，有數百億規模。

百億市場局面混亂

遠大蔡佳回憶起空氣凈化產業的發展歷程，印象最深的就是2003年的SARS，2004年的禽流感，2008年奧運外國運動員拒賽，還有2011年日本核泄露事件，他表示：“任何一個新產業的發展，都需要有刺激增長點，空氣凈化亦是如此?！?/p>

上述事件雖然都對空氣凈化機的市場起到了階段性的催化作用，但這些事件都是突發性的，并且問題的癥結也很快愈合?！岸鳳M2.5是長期、普遍存在的環境問題，它的爆發不是偶然的，存在也不是短期的，必然它的影響也不可能是短暫的。因此，才有了各級政府對此作出的長期治理規劃。然而，大環境的治理并非一日之功，老百姓和媒體也會持續關注，空氣污染與人體健康的關聯日益凸顯，加之凈化機使用人群的增加而口碑相傳，必將帶來中國空氣凈化行業的持續、快速發展?！边h大蔡佳表示。

數百億的產業規模，巨大的市場需求，數百家從事空氣凈化器制造的企業，較低的市場準入門檻，這些連接到一起，展現在大眾面前的就是一個混亂的產業局面，以及一個產品同質化嚴重的市場競爭狀態。

“目前市場上70%的凈化機都是采用密度過濾、吸附的原理，2至3層濾紙疊加，加上塑料的風機和機殼便組成了凈化機，這樣做是沒有生命力的?！边h大蔡佳介紹。

遠大拋棄了這一簡易做法，經過近5年的潛心研制，開發出了靜電式空氣凈化產品，這項技術對于消除PM2.5等粉塵類污染效果極佳，同時遠大空氣凈化機還兼顧了滅菌、除醛和缺氧檢測等功能，能全面消除室內空氣污染，徹底走出了同質化的怪圈，走在了空氣凈化技術的前沿。

面對產品同質化的問題，美埃則以數十年的空氣凈化經驗為基礎，依托三效（傳統物理、靜電、化學）的技術積累，現在可以做到對PM2.5稱重法測量一次性通過效率達到95%以上，同時還可以去除TVOC、臭氧，而且阻力控制在50Pa以內?！拔覀儗⒋罅ρ邪l去除PM2.5的設備，進一步提高PM2.5的去除效率，同時控制臭氧和阻力，專注去除PM2.5?！泵腊ｊ惷襁_表示。

建筑內空氣凈化　勢在必行

如何在SOHO大樓內控制PM2.5，美埃提出的凈化空氣的方案在眾多空氣凈化企業中脫穎而出，最終拔得頭籌。

“目前我們和SOHO中國的合作方案雖然通過了業主的認可，但最終鑒于具體項目的施工進展，方案還沒有實施?！泵腊ｊ惷襁_介紹到，我們提出的方案是新風采用高效凈化，去除90%以上的PM2.5；室內回風采用中效凈化，循環處理室內回風；移動式凈化，循環處理死角位置的空氣和過渡季節的室內空氣；另外加裝在線監測設備，實時監測空氣質量。

“這一套完整的方案，如果完全實施，將可以使SOHO建筑室內的空氣質量達到WHO的標準，確保30年不會落后。而且這個方案完全可以復制，只要其他的開發商有SOHO中國這樣前沿的意識和理念。”美埃陳民達表示。

Soho中國引入新風解決方案，在建筑大樓內進行空氣凈化　，這無疑起到了一定的表率作用，但要普及推廣，還尚待時間。美埃陳民達介紹，目前國內房地產領域，近五年新建成的建筑，中央空調加裝空氣凈化的不到10%；而現在正在建設的建筑，要加裝空氣凈化的應該能達到20%；在設計的建筑，要加裝空氣凈化的能達到30%，“所以目前空氣凈化的普及率還是比較低的?！?/p>

“作為開發商，做建筑內空氣凈化勢在必行，但決不能流于形式、只做概念，空氣凈化的效果必須量化，持久；凈化產品也必須是節能、優質并方便長期清洗維護的。否則就會讓建筑自身‘心肺衰竭’?！边h大蔡佳介紹，遠大的熱回收新風凈化機有“建筑之肺”之稱，能夠引進室外的新鮮空氣并將其凈化100倍以上再送到室內，同時排出室內的臟空氣；當室內外溫差較大時自動回收熱量，極為節能；此外人體感應啟停、明裝以便維護、低耗電耗材等都是遠大新風機獨有的優勢特點。

篇10

孫寧遠是北京八中少年班的學生，從小好奇心強，思維活躍。2015年的一天，孫寧遠留意到家里的空氣凈化器運行得越來越不對勁兒了，經過檢查，他發現凈化器的過濾網完全黑掉了。原來，由于當時北京的霧霾天氣很嚴重，僅僅一兩個月過濾網就會變得很黑，影響凈化功能，而積聚在過濾網上的灰塵、霉菌等會給室內造成二次污染。如果頻繁更換過濾網，不僅麻煩，更換費用也是不菲的，而且凈化器還有一個弊端，就是只能過V室內的空氣，不能從室外采集新風。

孫寧遠當時就開動腦筋，想著如何改進一下凈化器，讓它免于頻繁更換過濾網并且更環保一點兒。于是他拆開凈化器，用了好幾種方案進行改進，可是沒有什么效果，這讓他頗為沮喪。

一天，突然下起了傾盆大雨，雨過天晴，整個城市的空氣變得清新，孫寧遠突然腦洞大開：既然下雨能讓空氣變清新，那是否可以用水過濾空氣中的霧霾從而實現空氣凈化呢？

孫寧遠對于其中的科學原理還不是很明白，于是他帶著這個問題向他所在班級的趙昕老師尋求幫助。趙昕老師對他樂于探究的創新精神大為贊賞，指導他查閱相關的文獻，還把他推薦給清華大學機械工程系的林峰教授，讓他得到進一步的指導。

在兩位老師的幫助下，孫寧遠了解到空氣中的PM2.5和PM10污染物大部分是溶于水或者具有親水性的，于是孫寧遠決定設計一種裝置，用水作為過濾介質，過濾空氣中的霧霾。雖然有老師的幫助，但是從頭設計一個凈化裝置不是一件容易的事，其間孫寧遠遇到重重困難，多次測試失敗，但他一直努力堅持著。

孫寧遠最終在凈化裝置中采用“水中曝氣”和“空氣淋水”兩種方法，讓水霧化的同時用紗布來代替過濾網分割空氣，使空氣與水充分接觸，捕獲污染物中親水和溶于水的物質，從而達到凈化空氣的目的。孫寧遠用3D打印技術制作該凈化裝置，然后通過實驗儀器測試凈化效果。測試結果顯示，在霧霾嚴重的北京地區PM2.5和PM10去除率達到70%以上，在實踐中有很大的應用價值。

這種水濾空氣凈化裝置結構簡單，不需更換過濾網，維護費用低，無二次污染，可以從室外采集新風，比起傳統的空氣凈化器更綠色環保、經濟實用。