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尝试DIY一个空气净化器 (1)思路篇

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发表于 2014-2-9 21:45:42 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 hi55234 于 2014-2-9 22:54 编辑

打算DIY个空气净化器,步骤如下:

一、空气检测模块方面:

1、空气质量双检测,粉尘检测+气味检测
2、检测值的调试,因为打算用GP2Y1010来做粉尘检测,但实际遇到如下问题:
(1)不同GP2Y1010本身就有差异,一是无尘状态的起始电压,二是同等粉尘增幅情况下的电压增量
(2)既然要做就要做到靠谱,那么所检测到的值换算成PM2.5值应该与气象部门发布的值有一定的相关性,当然,GP2Y1010的精度是0.8起步,每个地区的PM2.5含量肯定有差异,那么在具体的地方获得采集值与气象部门发布值的对比,在乘以某个修正系数后应该是可以得到与气象部门发布值近似的曲线的
3、以此检测模块为控制中心,控制空气净化器的运行(风扇速度、紫外灯的开启)
*4、扩展类,通过蓝牙连接手机(毕竟手机的运算性能比AVR单片机强大太多了),以手机作为数据处理中心

二、空气净化模块:
1、为ebm G1G133-DE19找个合适的盒子,如果风量不足的话,考虑2个ebm G1G133-DE19同时工作(按照理论值风量能达到450M3/H,如果风压可以叠加的话,最大风压能达到900Pa)

2、尽量避免HEPA的使用,用活性炭、粗滤来过滤粉尘(HEPA有一种穷人的孩子玩不起的既视感——高价、高风阻、低容尘量、寿命短、容易滋生细菌),反正活性炭也有0.3微米的过滤能力,又不是无尘室,不讲究那么多

3、关于细菌的处理,果断祭出纳米二氧化钛 (锐钛型)+365um紫外线灯管做光触媒、外加254um紫外线灯管直接杀菌,光触媒的难点在于:
(1)纳米二氧化钛涂在哪里?是和部分活性炭混在一起用灯管照射呢,还是怎么用(被365nm照射的Ti02可是强氧化催化剂)?
(2)紫外线侦测、屏蔽的设备(365um是UV-A,有很强的穿透力,可以穿透大部分透明的玻璃以及塑料,可以直达 肌肤的真皮层,破坏弹性纤维和胶原蛋白纤维,将皮肤晒黑。245um是UV-C,穿透能力最弱,但是对人体的伤害很大,短时间照射即可灼伤皮肤,长期或高强度照射还会造成皮肤癌。PS:丧心病狂的情况下可以加入185nm,这玩意能直接把氧气变成臭氧,杀菌范围更大,但出风口需要臭氧还原,PS2:看到有文章说活性炭可以催化臭氧还原,不知真假,暂时没有找到支撑文献,求辟谣)侦测设备初定UVM-30A,至于屏蔽材料还要的查查文献,感觉上铁是可以的(用报废烤箱、微波炉、消毒柜做净化器外壳?)

4、对应控制电路(风扇速度、紫外灯的开启)
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发表于 2014-2-10 10:08:15 | 显示全部楼层
2、尽量避免HEPA的使用,用活性炭、粗滤来过滤粉尘(HEPA有一种穷人的孩子玩不起的既视感——高价、高风阻、低容尘量、寿命短、容易滋生细菌),反正活性炭也有0.3微米的过滤能力,又不是无尘室,不讲究那么多

用活性炭的话,也有寿命的问题。如果你那边空气湿度大,有可能很快活性炭就变得不再有多少吸附能力。需要进行活化。一般的建议是在太阳下面暴晒,不过最新的研究可以使用微波炉进行活化。但是具体活化之后如何评估也是一个问题。前一段家里装修,放置了很多活性炭包,用过一段之后,我用微波炉进行了活化,稍微烘烤一下就会出来大量水汽(那种纸带包装的不知道为啥有蜡的成分,烘烤时间长会导致焦糊)。因此,如果选用活性炭在标准化上会有一些问题。

相比之下,我感觉选择 HEPA 应该会很简单,直接放在风扇前面即可.容易标准化,容易安装。
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 楼主| 发表于 2014-2-10 12:33:37 | 显示全部楼层
本帖最后由 hi55234 于 2014-2-10 12:38 编辑
zoologist 发表于 2014-2-10 10:08
2、尽量避免HEPA的使用,用活性炭、粗滤来过滤粉尘(HEPA有一种穷人的孩子玩不起的既视感——高价、高风阻、 ...


HEPA放在一般风扇前面感觉那是土豪的做法,唯一的目的就是搜集空气中的所有颗粒,不论大小,而实际的除尘效果非常差,可以看一下淘宝的资料:

up 2.JPG

不论是净化面积还是容尘量都很让人失望~~~注意,HEPA对应的风量、面积、容尘量还是平方米计算的~~~

神马?你用的是无隔板的,容尘量也不能翻倍吧~~~
up 3.JPG

而且你确定你买到的HEPA是这种有50mm厚,纯厚度,不是加了活性炭网、粗滤的厚度哦

如果不是,恭喜你,容尘量还要减少,减少多少算体积吧



TB上性价比较高的HEPA是飞利浦的AC4144        ,面积0.104427平方米,厚度25

以此计算,容尘量=(0.104427/0.61*0.61)*0.5*450=24g不到,多么悲催的数据~~~

PS:正规的中效滤袋前都需要粗略,何况这娇气万分的HEPA


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发表于 2014-2-10 12:42:40 | 显示全部楼层
用活性炭等廉价材料作为前置级过滤
HEPA作为后置过滤
似乎可以有效提升HEPA的工作寿命


(我是按照净水器的方案说的  净水器现在常用的家用方案都是2级甚至多级过滤 从杂质颗粒的大到小排列)

好处是即能有效节约实际运行成本 也能达到一个比较高的吸附水平
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 楼主| 发表于 2014-2-10 12:52:15 | 显示全部楼层
darkorigin 发表于 2014-2-10 12:42
用活性炭等廉价材料作为前置级过滤
HEPA作为后置过滤
似乎可以有效提升HEPA的工作寿命

这个是肯定的,不过这有一个矛盾,活性炭越厚,风阻越大,再加上HEPA的风阻,普通涡轮估计都亚历山大~~~

另外除PM2.5也不是非HEPA不可,就用海沙+石英颗粒一样有效,不过这个就要求很大的面积,毕竟流量很低,详见文献:

新型粉体颗粒床过滤PM2.5烟尘粒子的实验研究

为解决颗粒床对PM2.5烟尘粒子过滤效率低的问题,研制了一种内径为100mm的新型粉体颗粒床实验装置,以发烟剂发生PM2.5烟尘粒子,进行0.10~0.074 mm石英砂粉体层和0.355~0.5 mm海砂颗粒层的过滤实验,用Welas3000气溶胶粒径谱仪检测颗粒床上下游烟尘粒子的浓度及粒径分布,结果表明:在0.1 m/s的过滤速度下,0.355~0.5 mm海砂细颗粒层对PM2.5烟尘粒子过滤效率低,平均过滤效率仅为32.125%;添加0.10~0.074 mm石英砂粉体层后过滤效率明显提高,粉体层厚度由1 mm增加到3 mm时,平均过滤效率由64.510%增至95.841%;过滤速度调整为0.07 m/s时,带有3 mm厚粉体层的颗粒床的平均过滤效率增加至99.307%.
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发表于 2014-2-10 12:57:54 | 显示全部楼层
hi55234 发表于 2014-2-10 12:33
HEPA放在一般风扇前面感觉那是土豪的做法,唯一的目的就是搜集空气中的所有颗粒,不论大小,而实际的除 ...

O  受教了 有道理
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发表于 2014-6-3 16:53:42 | 显示全部楼层
要想有效过滤肯定还是HEPA,活性炭的低风阻原因是其不完全密封的结构,说白了是降低过滤效率得到的低风阻。如果活性炭的一次过滤效率达到HEPA的程度,其风阻会比HEPA大的多。

一般HEPA用于过滤颗粒物,活性炭用于吸收气味和有害气体。

HEPA的各项参数可以参考国标和行标:
GB/T 13554-2008《高效空气过滤器》
GB/T 14295-2008《空气过滤器》
JB/T 6417-1992《空调用空气过滤器》
GB/T 6165-2008《高效空气过滤器性能试验方法 过滤效率和阻力》
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发表于 2014-6-3 16:57:06 | 显示全部楼层
工业上降低HEPA更换频率的办法是多级过滤,一般分为粗、中、高三级,高效过滤用HEPA。这样,较粗大颗粒会停留在粗、中两级,极微小颗粒才会到达HEPA,这样才能充分利用HEPA的容尘能力。
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发表于 2016-3-19 00:35:02 | 显示全部楼层
我是用的初效+活性炭+hepa的方案,风机用二手号称德国货,不过实测风量还是蛮大的
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