空气净化器结构设计浅析

空气净化器结构设计浅析

叶宝

美埃（南京）环境系统有限公司

摘要：随着时代的发展，人们对室内环境要求越来越高，尤其是空气质量品质方面，室内空气污染物大致可分为颗粒污染物和气态分子污染物两大类。颗粒污染物主要指可吸入颗粒物，包含PM10和PM2.5；气态分子污染物主要指醛类（常见是甲醛）和总挥发性有机物（TVOC）。本文通过一款空气净化器的结构设计，其原理为高效过滤器拦截颗粒物污染物，化学过滤器吸附气态分子污染物，进而为室内提供洁净，安全的空气。

关键词：空气净化器；空气污染物；空气净化；

前言

空气净化器最适合的空间要根据空气净化作用的中心位置而定，有两大主要因素:空气净化的时间以及空气污染物的浓度，通常而言，系统越靠近空气污染源，室内的空气净化效果越好。为了达到最好的效果，空气净化器的位置越居中，效果越好；空气净化器放在靠近电源插座的地方，确保电源线不会形成障碍引致绊倒；空气净化的结构要保证净化器移动的方便性和可操作性。

本产品是一种能够解决净化室内空气污染物的设备，包括箱体、化学过滤器、高效过滤器、风机组件和底座；风机组件的进口产品背面，将室内空气吸入箱体内，通过箱体内的过滤器净化后，将净化后的空气再送回室内。

产品结构设计目标

空气净化器在超薄的机体下安装有进口万向脚轮，可以随意移动到室内的各个角落;使用门锁式结构，使本机可以在不使用任何工具的情况下进行过滤器的更换和一般维修维护;触摸面板控制，方便快捷的;过滤器寿命显示灯，可以及时更换过滤器，确保使用效率;超薄造型，总厚度不超过18cm，过滤器部不超过13cm，节省使用空间，外形美观大方;

产品设计方案

箱体内部形成密封的封闭腔体，装有过滤器组件和风机部件；底座装了万向脚轮，用于固定箱体，放置在地面上，整体可以随意移动；

1.箱体结构

   空气净化器箱体结构是发挥风机效能的决定性因素，不良的气流导向结构，会导致箱体内空气组织流通不畅，净化效率低，会降低风机的效能，提高功耗，同时会造成箱体内部积灰问题，未及时清理内部积灰问题，可能造成控制电路的故障；箱体内的风道设计应该要注意气流的通畅性和方向控制，不可出现气道瓶颈，也不可有风道转折。本产品进风面板由整块冷轧板折弯构成，保证其密封性；装有过滤器的框架焊接在进风面板上，整体重量集中在底座上，底座合理的均不万向脚轮，脚轮带有锁定结构，产品整体稳定性很好。

2.过滤器拆装

过滤器位于进风口与出风口之间；包含高效过滤器、化学过滤器组成；高效过滤器和化学过滤器从外到里依次排列，采用叠加的方式，并用压块压紧。过滤器的进出风面的边框上，贴了3mm厚度的密封条，在被压紧的同时，保证过滤器和进风面板之间，过滤器相互之间的密封性。风机组件能吸取室内的空气，使空气依次通过高效过滤器和化学过滤器，空气中的颗粒物被高效过滤器拦截，气态分子污染物被化学过滤器吸附；

过滤器要做好易拆装，因为是净化空气污染物，原理是拦截和吸附，当过滤器饱和后要及时更换，要求其拆装结构要可靠方便，本产品的过滤器采用凸轮压块结构，方便快捷的对过滤器施加压力，过滤器上带了密封条，压紧后保证过滤器的密封性；过滤器门采用铰链和活动式门锁，门锁舌可以转动90度角打开或者锁紧，过滤器门和马达检修门的边缘贴有密封条，锁紧后可施加压力在过滤器门和马达检修门上，通过密封条压紧进行密封

3.风机组件

风机部件包含有风机、风机控制器，防手指护网和安全罩

从测试数据上看，本产品风机选用进口德国ebmpapst 470超薄直流电机，叶轮直径为470mm，风量可以达到1500m3/h以上，直流风机具有良好的启动特性和调速特性，噪音低，功率小，相对于交流风机更节能环保。

防手指护网由仿手指环形的圆护面网构成，只要材质是尼龙网和塑料边框，在保护人身安全的同时，还可以有效防止大的异物进入风机的叶轮，保护风机不受损害；风机进风圈用于固定防手指护网，引导外界气流进入风机，可以更好的促进室内空气的循环流动。

4.底座

底座采用4.0mm厚度的冷轧板焊接，尺寸为1010*400mm，底座总重量40kg，设备总重量是85kg；底座是防止净化器倾翻的稳定措施；底座的四个边角装有万向脚轮，脚轮做成了半隐藏的形式，直放置状态下几乎看不到脚轮，比较美观，其中一侧的脚轮带有锁定装置，在固定摆放某一个位置的时候，可以进行锁定，防止设备移位。

5. 进风口与障碍物之间的距离

净化器进风口与障碍物之间的距离为风轮直径的一半以上为最佳，此时风机的进风阻力较小，有利于减小风机的噪音和提高风机的效能。

根据测试.当障碍物紧贴着底座时，超高档和高档的出风风速会减小0.3m/s左右，出风面的噪音无变化；进风口的噪音明显变化，提高3-4分贝左右；静音档，低档和中档没无影响

结论

总的来说，科学合理的结构设计，要做到有利于内部气流阻力的畅通、有利于风机的运行、有利于密封、有利于增强内部过滤网的净化效率等。空气净化器结构设计既要构想整体结构，合理设计一系列关联零件来实现各项功能，又要考虑产品的结构紧凑，外形美观，安全耐用，性能优良，又要易于制造，降低成本

参考文献

[1]  中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会，《空气净化器》GB/T 18801-2015, 北京，中国标准出版社，2015年9月

[2]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中华人民共和国住房和城乡建设部， 《民用建筑工程室内环境污染控制规范》GB50325-2010，北京，中国标准出版社，2010年8月

[3]国家市场监督管理总局、 国家标准化管理委员会，《室内空气质量标准》GB/T18883—2022，北京，中国标准出版社，2023年2月