静电型空气净化器性能及臭氧发生量研究
发布时间：2021-07-08 06:43
在室外空气质量较差的情况下,使用空气净化器是一种简便有效的提高室内空气品质的方式。静电型空气净化器作为一种目前常见的空气净化器,能够有效去除室内的颗粒物,同时还具有不需要更换滤网的优点,但在运行过程中会释放臭氧导致二次污染,过量的臭氧会对人体的健康造成影响,这一因素制约了静电型空气净化器的普及和发展。同时目前市面上的空气净化器存在产品质量层次不齐、性能标注及测试方法不规范等问题。针对以上问题,本文参考国家标准《空气净化器》GB/T 18801-2015对静电型空气净化器的性能指标以及臭氧发生量进行了测试和研究,并通过数值模拟研究了静电型空气净化器所释放的臭氧对室内环境的影响。本文首先综述了静电型空气净化器国内外的研究成果,然后介绍了室内颗粒物及臭氧的来源和危害,分析了静电型空气净化器去除颗粒物的原理和产生臭氧的原因,并提出了静电空气净化器性能的主要评价指标。采用实验的方法,利用30m3空气净化试验舱对不同条件下静电型空气净化器颗粒物浓度衰减速度、净化效率、运行功率、臭氧散发量、噪声等多个参数进行了测试。根据测试结果,得到了不同风量条件下,空气净化器臭氧发生量变化规律;分析了室内温度、湿...
【文章来源】：山东建筑大学山东省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
室外PM2.5浓度变化
山东建筑大学硕士学位论文2图1.1室外PM2.5浓度变化图1.2室外臭氧浓度变化虽然夏季可吸入颗粒物浓度较低，但国家大气污染防治攻关联合中心发布的相关数据表明，近年来城市臭氧污染情况有所加重，臭氧浓度的最低值增加，其中2016、2017年最低值分别比2015年增加41.6%、83.3%。图1.2为济南市2018年9月至次年8月大气中的臭氧逐月变化情况。由图1.2可得，在夏季时大气中臭氧的含量较高，冬季时较低，全年有近一半的时间超过了国家《环境空气质量标准》（GB3095－2012）中所规定的浓度，因此对于部分城市，臭氧是夏季的主要大气污染物。
山东建筑大学硕士学位论文10高压静电净化装置根据极板的差异可以分成两大类：两段板式和蜂巢式。板式静电净化装置如图2.1所示，通过极板间的阳极线作为正极放电，一组或几组平行的板状集尘板为负极，通电后阳极产生电晕放电，带有正电的粒子通过电场力向收尘板运动并被吸附。蜂巢式静电净化装置的主要构造包括一组或几组蜂巢状或管状的集尘板，如图2.2所示，集尘板中心的金属针为放电极，使颗粒物荷电后被周围的管壁吸附，从而达到集尘的效果。这两种形式各有优缺点，在同样大小的风量下，蜂巢式的吸附面积大于板式，但蜂巢式对于粒径较小的颗粒物吸附效果较差。图2.1板式静电净化装置图2.2蜂巢式静电净化装置静电净化装置在实际运行过程中，内部气流多为紊流流动，颗粒物进入电场后，其主要运动分为随紊流气流方向的速度及向收尘极板运动的速度。1922年，Deutsh通过理论研究得出了电除尘器的一次净化效率公式，即Deutsh公式[36]：==1()(2.1)式中：—除尘效率，%；N—气流中的颗粒物浓度，mg/m3；—入口处颗粒物浓度，mg/m3；—收尘面积，m2；—颗粒物向收尘板的运动速度，m/s；—气流的体积流量，m3/h。静电型空气净化器不但对颗粒物有较高的净化效率，同时也能够有效的消除微生物，高压静电场通过对微生物细胞进行损伤以及产生臭氧效应等，导致细胞死亡[37]。相对于过滤型空气净化器，静电型空气净化器具有风阻低、无需更换滤网等优点，只需定期清洗收尘板即可保证效率。但同时由于其原理，在极板放电时，空气中的氧分子被电离成电子及氧原子，氧原子互相结合从而产生臭氧分子，其产生过程如式（2.2）
【参考文献】：
期刊论文
[1]北京冬季某静电净化器新风净化性能研究[J]. 田恩泽,高德文,莫金汉. 暖通空调. 2018(10)
[2]空气净化器摆放位置对细颗粒物去除效果研究[J]. 陈琬玥,白莉,倪沈阳,贺梓健. 长春工程学院学报(自然科学版). 2017(04)
[3]高压静电催化耦合净化空气中的臭氧控制及其室内浓度预测模型[J]. 李帮俊,范泽云,张溢,施建伟,上官文峰. 环境工程学报. 2017(07)
[4]空气净化器摆放位置对流场及PM2.5净化效果影响[J]. 李擎,沈恒根,杨学宾,崔晶晶. 建筑热能通风空调. 2017(04)
[5]室外细颗粒物（PM2.5）建筑围护结构穿透及被动控制措施[J]. 王清勤,李国柱,孟冲,赵力,王军亮,王晓飞. 暖通空调. 2015(12)
[6]相对湿度对室内细颗粒物粒径分布影响的试验研究[J]. 李灿,崔术祥,杨维,王秀娟,明锦,陈远平,付峥嵘. 安全与环境学报. 2014(04)
[7]空气净化器的分类及其净化效率的比较[J]. 史黎薇. 中国卫生工程学. 2008(04)
[8]常温下臭氧半衰期实验及理论分析[J]. 李新禹,刘俊杰,裴晶晶,张于峰. 天津大学学报. 2007(08)
[9]大气和室内空气中的臭氧[J]. СцоренкоГИцд. 国外医学.卫生学分册. 1996(06)
博士论文
[1]室内外大气颗粒物和典型有机污染物的环境行为及人体呼吸暴露风险[D]. 胡元洁.中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所) 2018
[2]静电除尘环境中高压电晕放电特性及其优化设计[D]. 张可心.哈尔滨工业大学 2018
[3]多因素下PM2.5外窗穿透及控制研究[D]. 李国柱.中国建筑科学研究院 2016
[4]典型室内外环境空气污染特性研究[D]. 王友君.东华大学 2012
[5]室内环境对人员工作效率影响机理与评价研究[D]. 兰丽.上海交通大学 2010
硕士论文
[1]太原市大气污染对人体健康的影响研究[D]. 孙欢.山西财经大学 2019
[2]温湿度独立控制下的室内热湿环境模拟与分析[D]. 杨法森.山东建筑大学 2019
[3]室内臭氧的来源、去除与分布特性研究[D]. 沈佳磊.南京大学 2018
[4]小型静电式空气净化器净化颗粒物性能与臭氧释放量研究[D]. 楚明浩.中原工学院 2018
[5]30m3净化试验舱的设计及应用[D]. 朱琳琳.山东建筑大学 2018
[6]高压静电耦合催化高效协同脱除细颗粒物与VOCs的试验研究[D]. 陈梦晗.浙江大学 2018
[7]文印室内分散污染源通风环境质量应用研究[D]. 周耀元.扬州大学 2018
[8]典型过滤型空气净化器对源于室外污染物的去除效果研究[D]. 张涂静娃.重庆大学 2017
[9]高压静电场对大肠杆菌K12损伤机制的研究[D]. 杨晓炜.内蒙古大学 2017
[10]厨房排风罩补风系统的优化研究[D]. 张萱芮.沈阳建筑大学 2017
本文编号：3271071
【文章来源】：山东建筑大学山东省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
室外PM2.5浓度变化
山东建筑大学硕士学位论文2图1.1室外PM2.5浓度变化图1.2室外臭氧浓度变化虽然夏季可吸入颗粒物浓度较低，但国家大气污染防治攻关联合中心发布的相关数据表明，近年来城市臭氧污染情况有所加重，臭氧浓度的最低值增加，其中2016、2017年最低值分别比2015年增加41.6%、83.3%。图1.2为济南市2018年9月至次年8月大气中的臭氧逐月变化情况。由图1.2可得，在夏季时大气中臭氧的含量较高，冬季时较低，全年有近一半的时间超过了国家《环境空气质量标准》（GB3095－2012）中所规定的浓度，因此对于部分城市，臭氧是夏季的主要大气污染物。
山东建筑大学硕士学位论文10高压静电净化装置根据极板的差异可以分成两大类：两段板式和蜂巢式。板式静电净化装置如图2.1所示，通过极板间的阳极线作为正极放电，一组或几组平行的板状集尘板为负极，通电后阳极产生电晕放电，带有正电的粒子通过电场力向收尘板运动并被吸附。蜂巢式静电净化装置的主要构造包括一组或几组蜂巢状或管状的集尘板，如图2.2所示，集尘板中心的金属针为放电极，使颗粒物荷电后被周围的管壁吸附，从而达到集尘的效果。这两种形式各有优缺点，在同样大小的风量下，蜂巢式的吸附面积大于板式，但蜂巢式对于粒径较小的颗粒物吸附效果较差。图2.1板式静电净化装置图2.2蜂巢式静电净化装置静电净化装置在实际运行过程中，内部气流多为紊流流动，颗粒物进入电场后，其主要运动分为随紊流气流方向的速度及向收尘极板运动的速度。1922年，Deutsh通过理论研究得出了电除尘器的一次净化效率公式，即Deutsh公式[36]：==1()(2.1)式中：—除尘效率，%；N—气流中的颗粒物浓度，mg/m3；—入口处颗粒物浓度，mg/m3；—收尘面积，m2；—颗粒物向收尘板的运动速度，m/s；—气流的体积流量，m3/h。静电型空气净化器不但对颗粒物有较高的净化效率，同时也能够有效的消除微生物，高压静电场通过对微生物细胞进行损伤以及产生臭氧效应等，导致细胞死亡[37]。相对于过滤型空气净化器，静电型空气净化器具有风阻低、无需更换滤网等优点，只需定期清洗收尘板即可保证效率。但同时由于其原理，在极板放电时，空气中的氧分子被电离成电子及氧原子，氧原子互相结合从而产生臭氧分子，其产生过程如式（2.2）
【参考文献】：
期刊论文
[1]北京冬季某静电净化器新风净化性能研究[J]. 田恩泽,高德文,莫金汉. 暖通空调. 2018(10)
[2]空气净化器摆放位置对细颗粒物去除效果研究[J]. 陈琬玥,白莉,倪沈阳,贺梓健. 长春工程学院学报(自然科学版). 2017(04)
[3]高压静电催化耦合净化空气中的臭氧控制及其室内浓度预测模型[J]. 李帮俊,范泽云,张溢,施建伟,上官文峰. 环境工程学报. 2017(07)
[4]空气净化器摆放位置对流场及PM2.5净化效果影响[J]. 李擎,沈恒根,杨学宾,崔晶晶. 建筑热能通风空调. 2017(04)
[5]室外细颗粒物（PM2.5）建筑围护结构穿透及被动控制措施[J]. 王清勤,李国柱,孟冲,赵力,王军亮,王晓飞. 暖通空调. 2015(12)
[6]相对湿度对室内细颗粒物粒径分布影响的试验研究[J]. 李灿,崔术祥,杨维,王秀娟,明锦,陈远平,付峥嵘. 安全与环境学报. 2014(04)
[7]空气净化器的分类及其净化效率的比较[J]. 史黎薇. 中国卫生工程学. 2008(04)
[8]常温下臭氧半衰期实验及理论分析[J]. 李新禹,刘俊杰,裴晶晶,张于峰. 天津大学学报. 2007(08)
[9]大气和室内空气中的臭氧[J]. СцоренкоГИцд. 国外医学.卫生学分册. 1996(06)
博士论文
[1]室内外大气颗粒物和典型有机污染物的环境行为及人体呼吸暴露风险[D]. 胡元洁.中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所) 2018
[2]静电除尘环境中高压电晕放电特性及其优化设计[D]. 张可心.哈尔滨工业大学 2018
[3]多因素下PM2.5外窗穿透及控制研究[D]. 李国柱.中国建筑科学研究院 2016
[4]典型室内外环境空气污染特性研究[D]. 王友君.东华大学 2012
[5]室内环境对人员工作效率影响机理与评价研究[D]. 兰丽.上海交通大学 2010
硕士论文
[1]太原市大气污染对人体健康的影响研究[D]. 孙欢.山西财经大学 2019
[2]温湿度独立控制下的室内热湿环境模拟与分析[D]. 杨法森.山东建筑大学 2019
[3]室内臭氧的来源、去除与分布特性研究[D]. 沈佳磊.南京大学 2018
[4]小型静电式空气净化器净化颗粒物性能与臭氧释放量研究[D]. 楚明浩.中原工学院 2018
[5]30m3净化试验舱的设计及应用[D]. 朱琳琳.山东建筑大学 2018
[6]高压静电耦合催化高效协同脱除细颗粒物与VOCs的试验研究[D]. 陈梦晗.浙江大学 2018
[7]文印室内分散污染源通风环境质量应用研究[D]. 周耀元.扬州大学 2018
[8]典型过滤型空气净化器对源于室外污染物的去除效果研究[D]. 张涂静娃.重庆大学 2017
[9]高压静电场对大肠杆菌K12损伤机制的研究[D]. 杨晓炜.内蒙古大学 2017
[10]厨房排风罩补风系统的优化研究[D]. 张萱芮.沈阳建筑大学 2017
本文编号：3271071
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