一种新型空调机空气清净系统研究

　　研究一种新型、节能与环保、多功能的空调机空气清净系统,此系统将现有空调机的进气通道、电离室、吸尘等融为一体,实现了空气清新、气流循环等功能,且所有功能均由单片机自动控制.由蜂巢针棒双区电极或平行板电极提供空调机的气流通道和产生吸尘作用,空气中的微尘进入通道后因为荷电而吸附于电极上.由于取消了空调机的进气防尘网,使空调机的空气流量增加,致使空调机的制冷效率明显提高,达到节能省电的目的.

　　单片机控制根据外界环境条件,按照预先设定的参数对室内的温度、空气吸尘度、臭氧浓度等进行自动控制,使系统处于耗电最少的最佳工作状态.采用在相同环境、相同机型分别安装过滤纱网或蜂巢针棒双区电极与安装过滤纱网或平行板电极进行对比试验,结果表明:采用本文中结构的空调机制冷相对于现有结构空调机制冷,节能效果更明显.

　　1 结构与基本原理

　　系统主要由压电陶瓷变压器高压电源[1]、吸尘电极及单片机控制系统构成.

　　1.1 压电陶瓷变压器高压电源 压电陶瓷变压器高压电源基本结构如图1所示.高压产生电路的主要元件采用压电陶瓷变压器.压电陶瓷变压器由铁电材料(锆-钛酸铅)经高温烧结,高压极化等系列工艺制成,具有正、逆压电效应,在机-电能量二次转换过程中,通过体内阻抗变换升压.当压电变压器输入端加入一定频率交变电压,由于逆压电效应,压电变压器产生沿长度方向的伸缩振动,输入端的电能转换为机械能.发电部分由于存在纵向振动,通过正压电效应,机械能转换为电能,因此输出端有电压输出.由于其选频特性,以其谐振频率附近的脉冲信号驱动时,压电陶瓷变压器只对信号频谱中的基波分量产生选频输出.当外界因素导致高压电源输出电压不稳定时,通过反馈电路输出信号到单片机控制端,单片机产生输出控制电压经D/A转换调节PWM的脉宽[2],输出脉冲电压通过阻抗匹配接入压电陶瓷变压器输入端,经变压器升压输出6 kV直流高电压.反馈回路将输出电压样反馈给单片机的控制端以提高电源的稳定性.

　　1.2 双区电极 蜂巢双区电极结构如图2所示.由网与针棒电构成.将压电陶瓷变压器产生的高电压分别接入蜂巢极与针棒极,在两极之间形成很强的径向对称电场,它能使气体电离.被电离了的气体离子与尘埃粒子相碰,使尘埃带电.在电场力作用下,尘埃向电极运动,并附着于电极上.由于针尖表面附近场强峰值很高,使空气电离形成电晕放电产生负离子.此结构特点是:针棒吸尘区具有较强的平均场强,气溶胶粒子在电场中的荷电与迁移可分别在电场区进行,针尖放电区具有良好的电晕特性,使空气电离产生负氧离子,达到空气清新、杀菌的目的.该电极系统通道长度为6 mm,极间距离为6 mm,可以捕集小于1Lm的气溶胶与细菌,以除去亚微米级的微尘.