室内等离子静电空气净化设备及运行方法与流程

本发明涉及一种空气净化设备领域，尤其涉及一种室内等离子静电空气净化设备及运行方法。

背景技术：

空气质量尤其是雾霾问题已经成为我国的社会问题，秋冬季节的雾霾特别是北方地区的雾霾已经成为一种全民记忆。为此，空气净化器已经成为了我国居民，特别是城市居民的重要生活电器。目前，家用空气净化器主要是以HEPA滤网式为主，这种空气净化设备利用HEPA滤网过滤、吸附空气中的微尘粒子，必要时再加上活性碳吸附等，具有结构简单、设备制造成本低的优点，已经被广泛应用。但这种空气净化器的滤网有一定的吸附容量限制，需要定期更换滤网，并且这些滤网也是一种具有一定技术含量的产品，价格比较昂贵，因此长期的使用成本比较高；同时，滤网在不断吸附空气中的污染物后，这些被吸附的污染物粒子在长期积聚过程中非常容易产生异味及滋生细菌，造成室内空气的二次污染，普通消费者由于缺乏专业的使用知识，使用这种净化器往往反而造成对家居空气的污染、影响身体健康。另一种使用等离子静电净化原理的电净化器目前在空气净化市场并不是主流产品，但由于它的长期使用成本低，同时还具有一定的杀菌消毒作用，相对于HEPA滤网式空气净化器具有更广泛的市场潜力。

等离子静电空气净化(电净化)是利用高压电场使空气发生电离(起晕)，空气中的微尘粒子吸附这些电离的空气分子后带电(荷电)，从而被极性相反的电极(集尘极)吸附而将其从空气中清除的一种空气净化方法。

在实际应用中，为了降低起晕电压，并使电场中存在单一电荷的电离空气分子，等离子发生电极通常设计成非对称形式，即将发生等离子(起晕)的电极设计成尖锐状，称作起晕电极(丝状的起晕电极称为电晕丝)，与其相对的对电极则为平滑平面电极。与起晕电极极性相反、而与对电极极性相同、用于吸附带电微尘粒子的电极为集尘极。集尘极也是一种平面电极，因此吸附、积聚在集尘极上的微尘粒子是不断相互积聚的，当其达到一定厚度后可以通过振动、冲刷等各种方法被清理返新，因此集尘极(板、管)可以永久地使用而不需要象HEPA滤芯那样由于有吸附容量限制而需要定期更换、存在着消耗，再加上产生起晕电场的能耗相当小，因此这种空气净化方法的长期使用成本远低于HEPA法。

同时，由于一些细菌、病毒等这种高压静电环境中其有机体结构会失去活性，因此这种空气净化方法不但不会象HEPA法那样滋生细菌而影响健康，反而对细菌病毒具有灭活作用，起到一定的杀菌消毒作用。

因此相对于HEPA滤网式净化方法，电净化法的优点是显而易见的。但目前这种空气净化方式还没有成为市场主流，除了HEPA法产品先入一步打入市场，以及电净化器因为成本问题价格比较高外，还同其一些技术问题没有解决有关。

等离子静电空气净化也存在如下问题：

HEPA的空气净化主要是通过大面积的滤网表面对微尘等污染物进行表面吸附，这些污染物被吸附后分散在巨大的滤网表面，很少会再度脱附，因此虽然HEPA净化存在着耗材消耗等消耗性成本高的问题，但由吸附物再次脱离而引起的二次污染问题相对不严重(被吸附污染物滋生细菌而形成的二次污染是另外一回事)，而电净化则存在着二次污染的问题，这也是目前电净化产品目前没有很好解决的一个技术难题。

等离子静电净化的二次污染是这样产生的：空气中的微尘及较大分子量的挥发性气体在经过高压电场带上电、被相反极性的集尘极吸附后，由于集尘极是一种光滑表面的电极，表面积并不大，这些被吸附物只是机械堆积在电极表面，在设备工作过程中，这些机械堆积的被吸附物由于电场的作用基本上不会脱附而再挥发，但当设备停止工作后，其中的挥发性气体等挥发性的污染物由于没有了电场的约束，就会发生脱附而不断向空气中挥发，这些因脱附而挥发的成份会积聚在净化器腔体内，当设备再次开机时，这些往往带有异味甚至是有害有毒气体会在开机时被带出，因此在开机时吹出的空气会有一股恶臭，不但非常影响消费者的使用感受，也会对人体的健康造成影响。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是能防止二次污染产生的室内等离子静电空气净化设备及运行方法，其通过引入旁路风管和旁路风机的方式，在净化设备启动空气净化运行前，先将净化设备内积聚的挥发性气体向外排出，以此来达到防止二次污染的目的。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：室内等离子静电空气净化设备，其特征在于包括位于室内的主机和从主机引到室外的安装有旁路风机的旁路风管，主机包括机壳、进风口、出风口、主风机和等离子静电净化组件，所述的等离子静电净化组件将机壳内腔分成与进风口连通的进风腔和出风口连通的出风腔，所述的旁路风管与所述的进风腔或与所述的出风腔连通。

本发明进一步的优选方案为：所述的主风机安装在出风腔内，所述的出风口和所述的进风口安装有电动百叶。

本发明进一步的优选方案为：所述的进风口安装有粗滤网。

本发明进一步的优选方案为：所述的等离子静电净化组件包括等离子静电发生组件和分离式截面多孔集尘板，分离式截面多孔集尘板位于等离子静电发生组件的后侧。

本发明进一步的优选方案为：所述的等离子静电发生组件包括电晕发生极(通常称为电晕丝)和与之平行分布的对电极，电晕发生极位于两块对电极之间，所述的两块对电极之间为进气通道，所述的进气通道垂直于分离式截面多孔集尘板。

本发明进一步的优选方案为：所述的电晕发生极后置于所述的对电极。

本发明进一步的优选方案为：所述的对电极为圆棒状，直径大于细丝状的电晕发生极，圆棒状对电极为实心棒或空心圆管。

本发明进一步的优选方案为：分离式截面多孔集尘板为通孔的泡沫金属板或金属网，

本发明进一步的优选方案为：所述的泡沫金属板由泡沫镍制成，泡沫镍由在聚氨酯等板状通孔高分子发泡材料表面镀金属镍制成，制成品可以通过高温烧结除去高分子发泡材料，形成纯的泡沫镍板，也可以不除高分子发泡材料而直接使用。

本发明进一步的优选方案为：所述的分离式截面多孔集尘板由一层及一层以上的泡沫金属板或金属网组成，一层以上的泡沫金属板或金属网可以合成一体，也可以相互分离并且前后串列排放。

本发明进一步的优选方案为：室内等离子静电空气净化设备的运行方法，其特征在于具体步骤如下:1)净化设备接通电源，打开进风口与出风口；2)开启旁路风机，旁路风管向外排气10秒～5分钟，然后将旁路风机关闭；3)主风机打开，净化设备进入净化运行状态。

本发明进一步的优选方案为：室内等离子静电空气净化设备的运行方法，其特征在于具体步骤如下:1)净化设备接通电源，先关闭进风口、打开出风口；2)开启设于连通于进风腔的旁路风机，旁路风管向外排气10秒～5分钟，然后将旁路风机关闭；3)主风机打开，同时打开进风口，净化设备进入净化运行状态。

或者具体步骤如下：1)净化设备接通电源，先关闭出风口、打开进风口；2)开启设于连通于出风腔的旁路风机，旁路风管向外排气10秒～5分钟，然后将旁路风机关闭；3)主风机打开，同时打开出风口，净化设备进入净化运行状态。

本发明进一步的优选方案为：进风口安装有电动百叶，出风口安装有电动百叶，通过关闭或打开电动百叶来关闭或打开进风口或出风口。

与现有技术相比，本发明的优点是将主机置放于室内，旁路风管接到建筑物墙外，在净化设备正常运行净化空气前，先将净化设备的机壳内的挥发性气体排出，具体方法为：先关闭进风口或出风口的电动百叶，或者两者都打开，然后启动旁路风管中的旁路风机，向外排气一段时间，然后再转到正常的空气净化功能，能将现有技术中不受电场约束的挥发性气体等污染物向室外排出，避免室内的二次污染。在净化设备正常净化空气运行时，主风机工作时造成的机腔负压所形成的吸力可通过旁路风管从墙外引入新鲜空气(新风)，使净化设备具有排除异味气体(挥发性气体)的功能，同时还具有新风功能。

附图说明

图1为本发明的空气净化设备结构示意图(侧壁安装式一)；

图2为本发明的空气净化设备结构示意图(侧壁安装式二)；

图3为本发明的空气净化设备结构示意图(入顶式)；

图4为本发明等离子静电净化组件的其中一种结构示意图(对电极板)；

图5为本发明等离子静电净化组件的另一种结构示意图(对电极棒)。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1-图3所示，固定安装于室内的等离子静电空气净化设备，包括位于室内的主机1和从主机1引到室外的安装有旁路风机2的旁路风管3，主机1包括机壳4、进风口5、出风口6、主风机7和等离子静电净化组件8，等离子静电净化组件8将机壳4内腔分成与进风口5连通的进风腔9和出风口6连通的出风腔10，主风机7安装在出风腔10内，旁路风管3安装在进风腔9或出风腔10。旁路风管可以安装在进风腔或出风腔靠墙的背部，也可以安装在进风腔或出风腔的两侧，再接到墙外。

将旁路风管3接到建筑物墙外，主机1置放于室内并固定安装，在净化设备正常运行净化空气前，先将净化设备的机壳4内的挥发性气体排出，具体方法为：关闭与旁路风管同一风腔的进风口5或出风口6的电动百叶11、打开另一侧的出风口6或进风口5的电动百叶，然后启动旁路风管3中的旁路风机2，旁路风机向外排气，从打开的风口的百页中进入的空气流经等离子静电净化模组，把其表面及周围的已经挥发的挥发性污染物抽出到墙外。旁路风机抽气一段时间、机体内挥发性污染物排除后，打开所有进出口电动风叶，转入正常的空气净化功能。净化机在正式开启净化功能前，先通过这样的方法将现有技术中不受电场约束的挥发性气体等污染物向室外排出，避免室内的二次污染。

在旁路风机向外排气时，处于同一风腔的电动百叶尽管处于关闭状态，但由于百叶间仍有一定的间隙，在旁路风机开启的对外排气过程中虽然空气主要从另一侧已经打开的百叶中进入，但仍有一定的风从该已关闭的百叶的间隙中被抽入，因此旁路风机仍可以把从旁路风机到该电动百叶间的风腔内可能存在的挥发性污染物也排出墙外。

在净化设备正常净化空气运行时，主风机7产生的负压通过旁路风管3从墙外吸入新鲜空气(新风)，使净化设备具有排除异味气体(挥发性气体)功能的同时，还具有新风功能。

设备首先采用固定安装方式，将净化设备固定安装在墙上，并在墙上打孔将旁路风管3引到墙外，引到墙外的旁中风管3的管口装内置防虫网的风罩以防止蚊虫被吸入；

旁路风机2和旁路风管3有两种安装方法：一种安装在进风腔9，也就是安装在电晕发生极811之前，在开机排除机内异味空气时需要关闭进风口5的电动百叶11、打开出风口6的电动百叶；一种安装在出风腔，也就是分离式截面多孔集尘板82之后，在开机排除机内异味空气时需要关闭出风口6的电动百叶11、打开进风口5的电动百叶11，但优先使用装在进风腔也就是电晕发生极811之前的旁路风管安装结构，这样引入的新风是在经过净化后被排放到室内。

其原理：挥发性吸附物的再挥发主要发生在设备停机期间，因此设备停机时关闭进出风口、防止挥发性气体从进出风口逸出，或者只装进风口的电动百叶11，停机时电动百叶11关闭以防止从出风口到出风口形成风道而使挥发性异味通过对流逸出，但优先使用同时关闭进出风口，这样对异味的封闭效果更好。在开机时，打开出风口6的电动百叶10；再打开旁路风机2向外抽风，风从出风口6进入、通过分离式截面多孔集尘板82后将分离使截面集尘板82表面挥发的异味气体排出到墙外。

出风口6和进风口5安装有电动百叶11。电动百叶11可关闭或开启于出风口6或进风口5，进风口5安装有粗滤网，用于先将较大颗粒的空气尘埃滤去。

如图4所示，等离子静电净化组件8包括等离子静电发生组件81和分离式截面多孔集尘板82，分离式截面多孔集尘板82位于等离子静电发生组件81的后侧。

等离子静电发生组件81包括多对由电晕发生极811和对电极板(棒)812交替平行分布的电极对，电晕发生极811位于两块对电极板(棒)812之间，两块对电极板(棒)812之间为进气通道83，进气通道83垂直于分离式截面多孔集尘板82。对电极板(棒)812与分离式截面多孔集尘板共同接地，一方面比较安全，另一方面省略连接导线。

电晕发生极811后置于对电极板(棒)812。多孔分离式截面多孔集尘板82为多孔板结构，包括泡沫金属及其它泡沫导电材料、金属或其它导电材料筛网等多孔导电性板状材料，譬如泡沫镍、不锈钢网等。

分离式截面多孔集尘板82位于机体内气流的截面上，可以垂直于气流方向中布置，也可以与所气流形成一定角度以增加与气流的接触面积、进一步提高净化效率。

分离式截面多孔集尘板82(多孔结构)解决了净化效率问题，并解决了使用一段时间、集尘板表面微尘积聚后形成反相电晕对引起的臭氧发生问题，并大大简化了集尘极的清理；

固定式安装与旁路风机结构解决了挥发性气体的二次污染问题。

分离式截面多孔集尘板82，尤其是指具有曲折小孔并且孔径小于1毫米的泡沫金属材料(泡沫镍、泡沫铜)用作截面多孔集尘极，大幅度提高了净化效率。

分离式截面多孔集尘板82的材料为泡沫金属板或金属网。

分离式截面多孔集尘板82由一层及一层以上的泡沫金属板或金属网组成，一层以上的泡沫金属板或金属网合成一体，或者一层以上的泡沫金属板或金属网相互分离、前后串列排放安装。一层以上的分离式截面多孔集尘板82的前面通常是金属网，这样污染物主要由金属网吸附，而金属网相对更容易清理，从而更加简化了集尘极的清理。

电晕发生极811后置大幅度降低了对电极板812表面积尘灰速度，大幅度延长了电晕发生电极组件的清理保养时间间隔、减少了臭氧发生：采用电晕丝布局在对电极板后侧，电晕发生极811后置的方法来解决对电极板812表面尘灰积聚问题。

正常的静电发生电极布局是采用电晕发生极811位于对电极板812的前后面沿之间，这样空气一进入静电场、微尘带电后，微尘就会在静电极的作用下向对电极板812运动，部分微尘就会积聚在对电极板812表面，特别是对电极板812后部，从而造成对电极板812积尘灰。对电极板812表面积尘类除了造成对电极板812需要经常清理，而清理过程容易损坏电极，因为造成具有严格间距要求的电极的变形与位移，同时，积尘灰后的对电极板812还容易大幅度增加臭氧的发生量。

电晕发生极811(电晕丝)布局在对电极板812后部，等离子静电场主要分布在对电极板812的后部，带电的微尘在气流的带动下向前运动时被吸附到对电极板812上面的可能性就大幅度降低，从而解决了对电极板812积尘灰的问题、大幅度延长了清理的时间间隔。

为了解决电晕发生电极811后置后对电极板812的后缘对等离子静电场的影响，对电极板812可以采用一定直径的导电金属条或导电金属管(如直径的不锈钢或铝合金条或管子)，电晕丝安装在这些并行的导电金属条或导电金属管后侧的缝中间。如图4和图5，为电晕发生电极后置于对电极板812或对电极棒的示意图。对电极可以是板状、圆棒状或圆管状，圆棒状或圆管状的对电极的直径大于电晕发生极的直径。

如图1所示，室内等离子静电空气净化设备的运行方法，其特征在于具体步骤如下:1)净化设备接通电源，上次关机时被关闭的出风口6的电动百叶打开、进风口5的电动百叶11仍关闭；2)开启设于进风腔9的旁路风机2，旁路风管3向外排气10秒～5分钟；3)旁路风机2关闭、主风机7打开，同时打开进风口5的电动百叶11，净化设备进入正常的净化运行状态。

如图2所示，室内等离子静电空气净化设备的运行方法，其特征在于具体步骤如下：1)净化设备接通电源，上次关机时被关闭的进风口5的电动百叶打开、出风口5的电动百叶11仍关闭；2)开启设于出风腔10的旁路风机2，旁路风管3向外排气10秒～5分钟；3)旁路风机2关闭、主风机7打开，同时打开出风口6的电动百叶11，净化设备进入净化运行状态。

也可以采取如下运行方法：室内等离子静电空气净化设备的运行方法，其特征在于具体步骤如下:1)净化设备接通电源，打开进风口5与出风口6；2)开启旁路风机2，旁路风管3向外排气10秒～5分钟，然后将旁路风机2关闭；3)主风机7打开，净化设备进入净化运行状态。

以上对本发明所提供的室内等离子静电空气净化设备及运行方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理本发明及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。