[發明專利]具備臭氧處理功能的空調及其處理臭氧的方法

在審

• 申請號: 201410299604.0
• 申請日: 2014-06-26
• 公開（公告）號: CN104075381A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 李越峰;高向軍
• 申請（專利權）人: 四川長虹空調有限公司
• 主分類號: F24F1/00
• 分類號: F24F1/00;F24F11/02;F24F13/28
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 劉世平

技術領域

本發明涉及空調，特別涉及空調的臭氧處理。

背景技術

空調作為熱量交換的設備已經成為了人們生活的一部分，它極大地提高人們生活的舒適性。可是隨著人類居住環境的惡化，為了改善空氣質量，空調采用了電子集塵器、負離子、臭氧發生裝置和過濾網等裝置。雖然臭氧能殺滅細菌，但臭氧也有危害，且臭氧并非一種直接污染物，而是氧氣及氮氧化物等在陽光作用下發生光化學反應形成的二次污染或者是密閉環境中聚集污染。在大多數人的印象中，臭氧層是保護地球免遭紫外線損害的功臣，很難理解臭氧為何會污染環境。臭氧并非直接排放到大氣中的污染物，而是氧氣、氮氧化物(NOx)及揮發性有機化合物(VOCs)在陽光作用下發生光化學反應形成的二次污染。作為強氧化劑，臭氧幾乎能與任何生物組織發生反應，它是光化學煙霧(即因光照反應而形成的有害混合煙霧)的主要成分。除了上述的方法可以產生臭氧外，電機運轉中放出的火花也可以產生臭氧。如靜電復印機在使用過程中，由于采用電暈充電，會使周圍空氣中的氧分子(O2)產生電離，形成原子態氧(O)，原子態氧與周圍氧分子結合而形成臭氧(O3)。同樣，電子集塵器的高壓放電，也可以產生臭氧；臭氧產生的條件是高壓和紫外線輻射，采用靜電除塵過程中需為離子箱提供高壓，除塵的過程中會產生微量的臭氧，這是全世界所有采用靜電除塵原理凈化機不可避免的問題。但這些臭氧，在密閉的環境中，隨著時間的推移，會越積越多，會造成對使用者的危害。

超標的臭氧是無形殺手，會造成人的神經中毒、頭暈頭痛、視力下降及記憶力減退等危害。例如，空氣中臭氧濃度在0.012ppm(1ppm為百萬分之一)水平時，能導致皮膚刺癢，眼睛、鼻腔、呼吸道受刺激，肺功能受影響，出現咳嗽、氣短和胸痛等癥狀。美國一些城市衛生部門的監測數據顯示，空氣中臭氧水平提高到0.05ppm，入院就醫人數平均上升7％～10％。

在常溫常壓下，臭氧穩定性極差，在常溫下可自行分解為氧氣；其密度是氧氣的1.5倍。臭氧具有強烈的刺激性，吸入過量對人體健康有一定危害。含量為1％以下的臭氧，在常溫常態常壓的空氣中分解半衰期為16h左右。隨著溫度的升高，分解速度加快，溫度超過100℃時，分解非常劇烈，達到270℃高溫時，可立即轉化為氧氣。臭氧在水中的分解速度比空氣中快。在含有雜質的水溶液中臭氧迅速回復到形成它的氧氣。如水中臭氧濃度為6.25×10-5mol/L(3mg/l)時，其半衰期為5～30min，但在純水中分解速度較慢，如在蒸餾水或自來水中的半衰期大約是20min(20℃)，然而在二次蒸餾水中，經過85min后臭氧分解只有10％，若水溫接近0℃時，臭氧會變得更加穩定。臭氧在冰中極為穩定，其半衰期為2000年。臭氧的半衰期在水中僅為30-60min，且與溫度和濕度有關。

國家標準規定，居住區空氣中臭氧一小時平均最高容許濃度為0.1mg/m³。當房間的濃度為0.1mg/m³時，經過換算，房間的臭氧濃度正好為100/470＝0.21ppm。

具體的臭氧ppm換算成mg/m3計算如下：

A(mg/m3)＝M*E(ppm)/22.4

注：A為濃度(mg/m3),E為ppm數，M為相對分子量

例如，臭氧分子量為48

1PPM＝1mg/m3*22.4÷48＝0.47mg/m3

經過研究發現，在密閉的環境中，IFD模塊(靜電除塵模塊)在4.5小時釋放的臭氧濃度超過0.13PPM，也就是臭氧濃度已經接近0.1mg/m3(0.1mg/m3折換成PPM，為0.21ppm)；在密閉的環境中，IFD模塊連續運行8小時，臭氧超過0.356PPM(0.1mg/m3折換成PPM，為0.21ppm)，也就是臭氧濃度已經超過0.1mg/m3，大于國家規定的0.1mg/m3，已經不符合要求。

這主要是目前的靜電除塵設備，如果要去除PM2.5效果較好，必然電壓在6000V以上；如果電壓6000V以上，在密閉的環境中，長時間臭氧必然超標。

靜電式除塵技術利用陽極放電使空氣中顆粒污染物帶上正電荷，并使用庫侖力作用將帶電顆粒污染物吸附在集塵裝置上凈化空氣。而采用該種技術沒有辦法消除顆粒污染物上的細菌，并且在使用正極電暈過程中會產生臭氧。由于臭氧的半衰期較長，在空氣中可達16小時，如果長時間的聚集，必然會對人體健康帶來影響的。