本发明涉及室外空气净化设备领域，特别是一种空气对流消减雾霾装置及其方法。
背景技术：
削减大气雾霾的主要措施一是大幅消减主要污染物的排放，二是采取人工消减方法。目前，人工消减雾霾的方法主要有：
(一)空气净化器
净化原理主要有物理方式、静电方式、化学方式、负离子方式及复合方式等。这种方法对局部的室内空气净化有一定效果，但对室外大量的除霾无实质作用。
(二)除霾塔
比较典型的有中科院地球环境所设计的长安除霾塔，建于西安市长安区，建筑面积达2580平方米。主要原理是让空气通过导流墙进入到导流塔内形成气流流动，通过过滤装置滤除颗粒物，其次通过光催化薄膜涂层降解污染气体，最后通过塔顶端排出净化后的空气。
荷兰设计师设计的减霾净化塔，建于北京时尚设计广场，主要原理是利用电离技术吸入雾霾，滤掉有害颗粒，排出净化后的空气。
此种方法，实质就是一个放大了的空气净化器，相对于城市大范围雾霾而言，其净化量是微不足道的，由于室外空气的非封闭性，仅能瞬间改善一下塔周围的空气质量。由于造价高昂，无法大面积布设。
(三)人工增雨作业
人工增雨作业对削减雾霾确实有较好的效果，但必须要有适宜产生降水的天气条件。雾霾天气时，天气状况一般比较静稳，没有适宜作业的天气形势，无法开展作业。经常会发生地方政府部门希望作业但不具备作业条件的矛盾。
(四)其它
一些城市用喷雾降尘车开展喷水雾降尘工作；一些地方开展用直升机垂直播撒液氮以试图影响破坏逆温层的试验；一些地方在城市规划中，提出根据气候特征，设计建立城市风道；一些人设想，把一些铜线圈埋置在城市公园的草坪等场所地下，通电后形成一个弱静电场，借助这一静电场，将飘浮的雾霾颗粒吸落至地面等。这些方法和设想，有的效果不明显，有的尚未取得能证明有效的试验数据。
技术实现要素：
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种空气对流消减雾霾装置及其方法，以城市楼房群楼顶为基础，根据当地雾霾浓度的垂直分布和逆温特征，在某一高度层，采用动力和加热的措施，使城市高雾霾空气克服逆温阻力，垂直往空中排放，到达一定高度后以辐散形式向周边扩散，城外低雾霾空气通过负压产生的辐合运动流入城内，形成空气对流，促进空气充分交换，有效降低雾霾浓度。
本发明采用的技术方案是：
一种空气对流消减雾霾装置，包括塔体、风机和加热器；所述塔体的顶部开设有排风口，所述塔体的中心设有与该排风口连通的风道，所述塔体的底部周边设有与该风道连通的进风口，所述排风口处设有所述风机，所述风道的底端设有加热器。
对城市所在地开展温度垂直分布观测，分析城市逆温的平均高度、范围、强度等特征及发生规律。开展pm2.5、pm10等污染值的观测，分析当地城市雾霾的垂直和水平分布特征。
观测表明，城市空气雾霾都有一个峰值高度，在这一高度以下，雾霾浓度随高度增加而增加，在这一高度以上，雾霾浓度随高度增加而减小，到400-500米高度时，浓度可减小50％。
以城市楼房群楼顶为基础，在城市空气雾霾的峰值或最接近峰值的楼房顶，建设减霾空气对流塔站若干个，设计为圆形或方形，每个塔站体积不少于64m3。
塔体底部吸入和垂直向上排出高雾霾空气，主要由高性能风机完成。在风道排风时，对进风口的雾霾空气进行加热，提升温度2℃-3℃。通过动力和加热功能，克服逆温阻力，将高雾霾空气从塔体所在高度垂直向上送入50-500米以上空中。
雾霾空气到达一定高度后以辐散形式向周边扩散，城外低雾霾空气通过负压产生的辐合运动流入城内，形成空气对流，促进空气充分交换，有效降低雾霾浓度。
优选地，所述进风口的个数为3-4个，所述进风口在塔体的底部侧壁上均匀分布；所述风机的个数为1-2个；所述加热器的个数为3-4个，所述加热器在所述风道的底部内侧壁上以该风道的轴心为中心均匀分布。
具体地，上述加热器为电加热器，更环保，避免在除霾时由于设备采用不清洁能源对空气造成污染。
优选地，所述加热器的上方设有均风板。
通过均风板将风量均匀分布于风道内，使风机均衡工作，出风稳定。
优选地，所述风机的出风量为40m3/s-60m3/s，所述风机的出风速度为25m/s-30m/s。
为使含霾空气能达到一定高度，对风机的出风量、风道内径、出风速度均有一定要求，但风机的出风量无需过高，否则功率能耗将大大增加，以出风量40m3/s-60m3/s、出风速度25m/s-30m/s为宜。
假定某城市雾霾峰值高度为80米，塔站建设在这一高度的楼顶，若每间隔0.1平方公里范围建设一个塔站，计算得到，每0.1平方公里范围80米高度以下空气体积为8000000m3，1个塔站直接排气量按50m3/秒＝180000m3/小时，间接带动排气量按1倍计，那么，80m高度以下雾霾空气只需22.2小时就可全部被交换一次(8000000m3/360000m3＝22.2)。若城外雾霾空气浓度为城市雾霾空气浓度的一半，那么塔站工作11.1小时就可使城市雾霾浓度减少25％，工作22.2小时，城市雾霾浓度减少50％。这个数据是在高雾霾已经形成的情况下塔站工作的效果。若在雾霾尚未形成时塔站就开始工作，减霾效果会更加明显，可有效抑制重雾霾的形成，大大减少重雾霾天气日数，这也是本发明的独特之处。
优选地，所述塔体通体为聚热材料。
具体地，上述聚热材料可为光热材料，用于通过太阳能加热雾霾空气。
优选地，所述塔体的表面均布有降噪器。
本发明中电机等的噪声是工程建设中需要高度重视的问题，一定要有切实的降噪措施，确保环境噪声辐合国家标准。
一种空气对流消减雾霾方法，包括如下步骤：
a、对城市所在地开展温度垂直分布观测，分析城市逆温的平均高度、范围、强度等特征及发生规律；
b、开展pm2.5、pm10等污染值的观测，分析当地城市雾霾的垂直和水平分布特征；
c、根据步骤a、b的分析结果，以城市楼房群楼顶为基础，在城市空气雾霾的峰值或最接近峰值的楼房顶建立垂直的风道；
d、通过风道由下至上输送空气，并对风道进风口的空气进行加热。
本发明的有益效果是：采用动力和加热的措施，使城市高雾霾空气克服逆温阻力，垂直往空中排放，到达一定高度后以辐散形式向周边扩散，城外低雾霾空气通过负压产生的辐合运动流入城内，形成空气对流，促进空气充分交换，有效降低雾霾浓度。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
附图标记：1-塔体，2-风道，3-风机，4-加热器，5-均风板，6-降噪器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
实施例
如图1所示，一种空气对流消减雾霾装置，
包括塔体1、风机3和加热器4；所述塔体1的顶部开设有排风口，所述塔体1的中心设有与该排风口连通的风道2，所述塔体1的底部周边设有与该风道2连通的进风口，所述排风口处设有风机3，所述风道2的底端设有加热器4。
对城市所在地开展温度垂直分布观测，分析城市逆温的平均高度、范围、强度等特征及发生规律。开展pm2.5、pm10等污染值的观测，分析当地城市雾霾的垂直和水平分布特征。
观测表明，城市空气雾霾都有一个峰值高度，在这一高度以下，雾霾浓度随高度增加而增加，在这一高度以上，雾霾浓度随高度增加而减小，到400-500米高度时，浓度可减小50％。
以城市楼房群楼顶为基础，在城市空气雾霾的峰值或最接近峰值的楼房顶，建设减霾空气对流塔站若干个，设计为圆形或方形，每个塔站体积不少于64m3。
塔体底部吸入和垂直向上排出高雾霾空气，主要由高性能风机完成。在风道排风时，对进风口的雾霾空气进行加热，提升温度2℃-3℃。通过动力和加热功能，克服逆温阻力，将高雾霾空气从塔体所在高度垂直向上送入50-500米以上空中。
雾霾空气到达一定高度后以辐散形式向周边扩散，城外低雾霾空气通过负压产生的辐合运动流入城内，形成空气对流，促进空气充分交换，有效降低雾霾浓度。
在其中一个实施例中，所述进风口的个数为3-4个，所述进风口在塔体1的底部侧壁上均匀分布；所述风机3的个数为1-2个；所述加热器4的个数为3-4个，所述加热器4在所述风道2的底部内侧壁上以该风道2的轴心为中心均匀分布。
所述加热器4的上方设有均风板5。
具体地，上述加热器为电加热器，更环保，避免在除霾时由于设备采用不清洁能源对空气造成污染。
所述风机3的出风量为40m3/s-60m3/s，所述风机3的出风速度为25m/s-30m/s。
为使含霾空气能达到一定高度，对风机的出风量、风道内径、出风速度均有一定要求，但风机的出风量无需过高，否则功率能耗将大大增加，以出风量40m3/s-60m3/s、出风速度25m/s-30m/s为宜。
假定某城市雾霾峰值高度为80米，塔站建设在这一高度的楼顶，若每间隔0.1平方公里范围建设一个塔站，计算得到，每0.1平方公里范围80米高度以下空气体积为8000000m3，1个塔站直接排气量按50m3/秒＝180000m3/小时，间接带动排气量按1倍计，那么，80m高度以下雾霾空气只需22.2小时就可全部被交换一次(8000000m3/360000m3＝22.2)。若城外雾霾空气浓度为城市雾霾空气浓度的一半，那么塔站工作11.1小时就可使城市雾霾浓度减少25％，工作22.2小时，城市雾霾浓度减少50％。这个数据是在高雾霾已经形成的情况下塔站工作的效果。若在雾霾尚未形成时塔站就开始工作，减霾效果会更加明显，可有效抑制重雾霾的形成，大大减少重雾霾天气日数，这也是本发明的独特之处。
在其中一个实施例中，所述塔体1通体为聚热材料。
上述聚热材料可选用光热材料，用于通过太阳能加热雾霾空气。
在其中一个实施例中，所述塔体1的表面均布有降噪器6。
必须指出的是，由于室外空气的非封闭性，仅靠零星的塔站是不行的，要按照系统工程建设思路，逐步完成整个城市所有塔站建设，方可收到好的效果。
电机等的噪声是工程建设中需要高度重视的问题，一定要有切实的降噪措施，确保环境噪声辐合国家标准。
空气对流法人工削减雾霾技术工程建设具有显著的社会经济效益。
一种空气对流消减雾霾方法，包括如下步骤：
a、对城市所在地开展温度垂直分布观测，分析城市逆温的平均高度、范围、强度等特征及发生规律；
b、开展pm2.5、pm10等污染值的观测，分析当地城市雾霾的垂直和水平分布特征；
c、根据步骤a、b的分析结果，以城市楼房群楼顶为基础，在城市空气雾霾的峰值或最接近峰值的楼房顶建立垂直的风道；
d、通过风道由下至上输送空气，并对风道进风口的空气进行加热。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。