Электростатический очиститель воздуха своими руками. Часть 1 — принципы работы

В какой-то момент времени во мне воспылал энтузиазм к постройке бытового электростатического очистителя воздуха (электрофильтра). Удивительно, но мне не удалось в сети найти годных материалов по этой области что и подтолкнуло меня к написанию данной статьи.

В первой части предлагаю познакомиться с принципами работы этих устройств, а в следующей – построить полноценный очиститель своими руками.


На фото коронный разряд, используемый в электростатических очистителях воздуха

Содержание


Источники пыли и доступные бытовые очистители воздуха
Однородное электрическое поле и электрический пробой воздуха
Неоднородное электрическое поле и коронный разряд в воздухе
Принцип электрической очистки воздуха
Электродные системы электрофильтров
Заключение
Источники

Зачем нужен очиститель


Содержащиеся в воздухе мелкие пылевые частицы PM10 и PM2.5 способны проникать в наш организм при дыхании: бронхи, легкие и даже попадать в кровоток. По данным всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) загрязнение воздуха такими частицами несет серьезную опасность для здоровья: воздействие воздуха с высоким содержанием таких частиц (превышение по PM2.5 среднегодовой концентрации 10мкг/куб.м и среднесуточной 25мкг/куб.м; превышение по PM10 среднегодовой 20мкг/куб.м и среднесуточной 50мкг/куб.м) повышает риск возникновения респираторных заболеваний, заболеваний сердечнососудистой системы и некоторых онкологических заболеваний, загрязнение уже отнесено к 1 группе канцерогенов. Высокотоксичные частицы (содержащие свинец, кадмий, мышьяк, бериллий, теллур, и др., а также радиоактивные соединения) представляют опасность даже при небольших концентрациях.

Самый простой шаг к снижению негативного воздействия пыли на организм – установка эффективного очистителя воздуха в спальном помещении, где человек проводит около трети времени.

Источники пыли


Крупными природными поставщиками пыли являются извержения вулканов, океан (испарение брызг), природные пожары, эрозия почв (например, пыльные бури: г.Забол, Ирак), землетрясения и различные обвалы грунта, пыльца растений, споры грибов, процессы разложения биомассы и др.

К антропогенным источникам относятся процессы сжигания ископаемых (энергетика и промышленность), транспортирование хрупких/сыпучих материалов и погрузочные работы (см. порт «Восточный» г.Находка, порт «Ванино» Хабаровский кр.), дробление материалов (добыча ископаемых, производство стройматериалов, сельхоз промышленность), механическая обработка, химические процессы, термические операции (сварка, плавка), эксплуатация транспортных средств (выхлоп двигателей внутреннего сгорания, истирание шин и дорожного покрытия).

Наличие пылевых частиц в помещениях обусловлено поступлением загрязненного наружного воздуха, а также присутствием внутренних источников: разрушение материалов (одежда, белье, ковры, мебель, стройматериалы, книги), приготовление пищи, жизнедеятельность человека (частички эпидермиса, волосы), плесневелые грибы, клещи домашней пыли и др.

Доступные очистители воздуха


Для снижения концентрации частиц пыли (в том числе самых опасных – размером менее 10мкм) доступны бытовые приборы, работающие на следующих принципах:

  • механическая фильтрация;
  • ионизация воздуха;
  • электростатическое осаждение (электрофильтры).

Метод механической фильтрации является самым распространенным. Принципы улавливания частиц этими фильтрами здесь уже были описаны. Для улавливания тонких твердых частиц используются высокоэффективные (более 85%) волокнистые фильтрующие элементы (стандарты EPA, HEPA). Такие устройства хорошо справляются со своей задачей, но имеют и некоторые недостатки:

  • высокое гидравлическое сопротивление фильтрующего элемента;
  • необходимость в частой замене дорогостоящего фильтрующего элемента.

Из-за высокого сопротивления разработчики таких очистителей вынуждены обеспечить большую площадь фильтрующего элемента, использовать мощные, но при этом малошумные вентиляторы, избавляться от щелей в корпусе устройства (так как даже небольшой подсос воздуха в обход фильтрующего элемента значительно снижает эффективность очистки прибора).

Ионизатор воздуха при работе электрически заряжает взвешенные в воздухе помещения частицы пыли, из-за чего последние под действием электрических сил осаждаются на пол, стены, потолок или предметы в помещении. Частицы остаются в помещении и могут вернуться во взвешенное состояние, поэтому решение не выглядит удовлетворительным. Кроме того, прибор значительно изменяет ионный состав воздуха, при этом воздействие такого воздуха на людей на данный момент изучено недостаточно.

Работа электростатического очистителя основана на том же принципе: поступающие внутрь прибора частицы сначала электрически заряжаются, затем притягиваются электрическими силами к специальным пластинам, заряженным противоположным зарядом (все это происходит внутри прибора). При накоплении слоя пыли на пластинах выполняется чистка. Эти очистители обладают высокой эффективностью (более 80%) улавливания частиц разных размеров, низким гидравлическим сопротивлением, и не требуют периодической замены расходных элементов. Имеются и недостатки: выработка некоторого количества токсичных газов (озон, оксиды азота), сложная конструкция (электродные сборки, высоковольтное электропитание), необходимость периодической чистки осадительных пластин.

Требования к очистителю воздуха


При применении рециркуляционного очистителя воздуха (такой очиститель засасывает воздух из помещения, фильтрует, а затем возвращает в помещение) обязательно должны учитываться характеристики прибора (однопроходная эффективность, объемная производительность) и объем целевого помещения, иначе прибор может оказаться бесполезным. Американской организацией AHAM для этих целей был разработан показатель CADR, учитывающий однопроходную эффективность очистки и объемную производительность очистителя, а также способ вычисления необходимого CADR для заданного помещения. Здесь уже есть неплохое описание этого показателя. AHAM рекомендует использовать очиститель со значением CADR большим или равным пятикратному обмену объема помещения в час. Например, для комнаты площадью 20 кв.м и высотой потолка 2,5м показатель CADR должен составлять 20 * 2.5 * 5 = 250 куб.м/час (или 147CFM) или более.

Также очиститель при работе не должен создавать какие-либо вредные факторы: превышение допустимых значений уровня шума, превышение допустимых концентраций вредных газов (в случае использования электрофильтра).

Однородное электрическое поле



Из курса физики мы помним, что вблизи тела, обладающего электрическим зарядом, образуется электрическое поле [2].

Силовой характеристикой поля является напряженность E [Вольт/м или кВ/см]. Напряженность электрического поля – векторная величина (имеет направление). Графически изображать напряженность принято силовыми линиями (касательные к точкам силовых кривых совпадают с направлением вектора напряженности в данных точках), величина напряженности характеризуется густотой этих линий (чем более густо расположены линии – тем большее значение принимает напряженность в этой области).

Рассмотрим простейшую систему электродов, представляющую из себя две параллельные металлические пластины, находящиеся друг от друга на расстоянии L, к пластинам приложена разность потенциалов напряжением U с источника высокого напряжения:

L= 11мм = 1.1см;
U = 11кВ (киловольт; 1киловольт = 1000вольт);


На рисунке показано примерное расположение силовых линий. По густоте линий видно, что в большей части пространства межэлектродного промежутка (за исключением области вблизи кромок пластин) напряженность имеет одинаковое значение. Такое равномерное электрическое поле называется однородным [2, 3, 4]. Значение напряженности в пространстве между пластинами для этой электродной системы можно вычислить из простого уравнения [1, 2.]:



Значит, при напряжении 11кВ напряженность составит 10кВ/см. В данных условиях атмосферный воздух, заполняющий пространство между пластинами, является электрическим изолятором (диэлектриком), то есть не проводит электрический ток, поэтому в электродной системе ток протекать не будет. Проверим это на практике.

На самом деле воздух совсем немного проводит ток
В атмосферном воздухе всегда присутствует [1] небольшое количество свободных носителей зарядов – электронов и ионов, образующихся в результате воздействия естественных внешних факторов – например, радиационного фона и УФ–излучения. Концентрация этих зарядов очень низкая, поэтому плотность тока составляет очень малые значения, такие значения мое оборудование зарегистрировать неспособно.

Оборудование для экспериментов
Для проведения небольших практических экспериментов будет использоваться источник высокого напряжения (ИВН), тестовая электродная система и «измерительный стенд».
Электродная система может быть собрана в один из трех вариантов: «две параллельные пластины», «провод-пластина» или «зубья-пластина»:

Межэлектродное расстояние для всех вариантов одинаковое и составляет 11мм.

Стенд состоит из измерительных приборов:

  • вольтметр 50кВ (микроамперметр Pa3 на 50мкА с добавочным сопротивлением R1 1ГОм; 1мкА показаний соответствует 1кВ);
  • микроамперметр Pa2 на 50мкА;
  • миллиамперметр Pa1 на 1мА.

электрическая схема:


При высоких напряжениях некоторые непроводящие материалы внезапно начинают проводить ток (например, мебель), поэтому все смонтировано на листе оргстекла. Выглядит это безобразие так:


Конечно, точность измерений таким оборудованием оставляет желать лучшего, но для наблюдений за общими закономерностями вполне должно хватить (лучше, чем ничего!). Со вступлениями заканчиваем, приступим к делу.

Эксперимент #1


Две параллельные пластины, однородное электрическое поле;

L = 11мм = 1.1см;
U = 11…22кВ.



По показаниям микроамперметра видно, что электрический ток действительно отсутствует. Ничего не изменилось и при напряжении 22кВ, и даже при 25кВ (максимальном для моего источника высокого напряжения).

Вольт-амперная характеристика:
U, кВ E, кВ/см I, мкА
0 0 0
11 10 0
22 20 0
25 22.72 0

Электрический пробой воздушного промежутка


Сильное электрическое поле способно превратить воздушный промежуток в электрический проводник – для этого необходимо, чтобы его напряженность в промежутке превысила некоторую критическую (пробойную) величину. Когда это происходит, в воздухе с высокой интенсивностью начинают протекать ионизационные процессы: в основном ударная ионизация и фотоионизация, что приводит к лавинообразному росту количества свободных носителей зарядов – ионов и электронов. В какой-то момент времени образуется проводящий канал (заполненный носителями зарядов), перекрывающий межэлектродный промежуток, по которому начинает течь ток (явление называется электрическим пробоем или разрядом). В зоне протекания ионизационных процессов имеют место химические реакции (в том числе диссоциация молекул, входящих в состав воздуха), что приводит к выработке некоторого количества токсичных газов (озон, оксиды азота).

Ионизационные процессы [1, 2]

Ударная ионизация

Свободные электроны и ионы различных знаков, всегда имеющиеся в атмосферном воздухе в небольшом количестве, под действием электрического поля будут устремляться в направлении электрода противоположной полярности (электроны и отрицательные ионы – к положительному, положительные ионы–к отрицательному). Некоторые из них будут по пути сталкиваться с атомами и молекулами воздуха. В случае, если кинетическая энергия движущихся электронов/ионов оказывается достаточной (а она тем выше, чем выше напряженность поля), то при столкновениях из нейтральных атомов выбиваются электроны, в результате чего образуются новые свободные электроны и положительные ионы. В свою очередь новые электроны и ионы будут также ускоряться электрическим полем и некоторые из них будут способны таким образом ионизировать другие атомы и молекулы. Так количество ионов и электронов в межэлектродном пространстве начинает лавинообразно увеличиваться.

Фотоионизация

Атомы или молекулы, получившие при столкновении недостаточное для ионизации количество энергии, испускают ее в виде фотонов (атом/молекула стремится вернуться в прежнее стабильное энергетическое состояние). Фотоны могут быть поглощены каким-либо атомом или молекулой, что может также привести к ионизации (если энергия фотона достаточна для отрыва электрона).

Для параллельных пластин в атмосферном воздухе критическую величину напряженности электрического поля можно вычислить из уравнения [1]:



Для рассматриваемой электродной системы критическая напряженность (при нормальных атмосферных условиях) составляет около 30,6кВ/см, а напряжение пробоя –33,6кВ. К сожалению, мой источник высокого напряжения не может выдать более 25кВ, поэтому для наблюдения электрического пробоя воздуха пришлось уменьшить межэлектродное расстояние до 0,7см (критическая напряженность 32.1кВ/см; напряжение пробоя 22,5кВ).

Эксперимент #2


Наблюдение электрического пробоя воздушного промежутка. Будем повышать приложенную к электродам разность потенциалов до возникновения электрического пробоя.

L = 7мм = 0.7см;
U = 14…25кВ.



Пробой промежутка в виде искрового разряда наблюдался при напряжении 21,5кВ. Разряд испускал свет и звук (щелчок), стрелки измерителей тока отклонялись (значит, что электрический ток протекал). При этом в воздухе ощущался запах озона (такой же запах, например, возникает при работе УФ-ламп во время кварцевания помещений в больницах).

Вольт-амперная характеристика:
U, кВ E, кВ/см I, мкА
0 0 0
14 20 0
21 30 0
21.5 30.71 пробой

Неоднородное электрическое поле


Заменим в системе электродов положительный пластинчатый электрод на тонкий проволочный электрод диаметром 0.1мм (т.е. R1=0.05мм), также расположенный параллельно отрицательному пластинчатому электроду. В этом случае в пространстве межэлектродного промежутка при наличии разности потенциалов образуется неоднородное [2, 4] электрическое поле: чем ближе точка пространства к проволочному электроду – тем выше значение напряженности электрического поля. На рисунке ниже представлена примерная картина распределения:

Для наглядности можно построить более точную картину распределения напряженности — проще это сделать для эквивалентной электродной системы, где пластинчатый электрод заменен на трубчатый электрод, расположенный коаксиально коронирующему электроду:

Для этой электродной системы значения напряженности в точках межэлектродного пространства можно определить из простого уравнения [1, 2]:


На рисунке ниже представлена рассчитанная картина для значений:

R1 = 0.05мм = 0.005см;
R2 = 11мм = 1.1см;
U = 5кВ;

Линии характеризуют значение напряженности на данном удалении; значения соседних линий отличаются на 1кВ/см.



Из картины распределения видно, что в большей части межэлектродного пространства напряженность изменяется незначительно, а вблизи проволочного электрода, по мере приближения к нему, резко возрастает.

Коронный разряд


В электродной системе провод-плоскость (или подобной, в которой радиус кривизны одного электрода существенно меньше межэлектродного расстояния), как мы увидели из картины распределения напряженности, возможно существование электрического поля со следующими особенностями:

  • в небольшой области, приближенной к проволочному электроду, напряженность электрического поля может достигать высоких значений (значительно превышающих 30кВ/см), достаточных для возникновения интенсивных ионизационных процессов в воздухе;
  • одновременно с этим, в большей части межэлектродного пространства напряженность электрического поля будет принимать невысокие значения – менее 10 кВ/см.

При такой конфигурации электрического поля образуется электрический пробой воздуха, локализованный в небольшой области вблизи провода и не перекрывающий межэлектродный промежуток (см. фото). Такой незавершенный электрический разряд называется коронным разрядом [1, 2], а электрод, вблизи которого он образуется – коронирующим электродом [2].



В межэлектродном промежутке с коронным разрядом выделяется две зоны [1]: зона ионизации(или чехол разряда) и зона дрейфа:


В зоне ионизации, как можно догадаться из названия, протекают ионизационные процессы – ударная ионизация и фотоионизация, и образуются ионы разных знаков и электроны. Электрическое поле, присутствующее в межэлектродном пространстве, воздействует на электроны и ионы, из-за чего электроны и отрицательные ионы (при наличии) устремляются к коронирующему электроду, а положительные ионы вытесняются из зоны ионизации и поступают в зону дрейфа.

В зоне дрейфа, на которую приходится основная часть межэлектродного промежутка (все пространство промежутка за исключением зоны ионизации), ионизационные процессы не протекают. Здесь распределяется множество дрейфующих под действием электрического поля (в основном в направлении пластинчатого электрода) положительных ионов.

За счет направленного движения зарядов (положительные ионы замыкают ток на пластинчатый электрод, а электроны и отрицательные ионы — на коронирующий электрод) в промежутке протекает электрический ток, ток коронного разряда [2, 3].

В атмосферном воздухе в зависимости от условий положительный коронный разряд может принимать одну из форм [1]: лавинную или стримерную. Лавинная форма наблюдается в виде равномерного тонкого светящегося слоя, покрывающего гладкий электрод (например, провод), выше было фото. Стримерная форма наблюдается в виде тонких светящихся нитевидных каналов (стримеров), направленных от электрода и чаще возникает на электродах с острыми неровностями (зубья, шипы, иглы), фото ниже:


Как и в случае с искровым разрядом, побочным эффектом протекания любой формы коронного разряда в воздухе (из-за наличия ионизационных процессов) является выработка вредных газов – озона и оксидов азота.

Эксперимент #3


Наблюдение положительного лавинного коронного разряда. Коронирующий электрод – проволочный, положительное питание;

L = 11 мм = 1.1см;
R1 = 0.05 мм = 0.005см


Свечение разряда:


Процесс коронирования (появился электрический ток) начался при U = 6.5кВ, при этом поверхность проволочного электрода начала равномерно покрываться тонким слабосветящимся слоем и появился запах озона. В этой светящейся области (чехле коронного разряда) и сосредоточены ионизационные процессы. При увеличении напряжения наблюдалось увеличение интенсивности свечения и нелинейный рост тока, а при достижении U = 17.1кВ произошло перекрытие межэлектродного промежутка (коронный разряд перешел в искровой разряд).

Вольт-амперная характеристика:
U, кВ I, мкА
0 0
6,5 1
7 2
8 20
9 40
10 60
11 110
12 180
13 220
14 300
15 350
16 420
17 520
17.1 перекрытие


Эксперимент #4


Наблюдение отрицательного коронного разряда. Поменяем местами провода электропитания электродной системы (отрицательный провод к проволочному электроду, положительный провод – к пластинчатому). Коронирующий электрод – проволочный, отрицательное питание;

L = 11 мм;
R1 = 0.05 мм = 0.005 см.


Свечение:


Коронирование началось при U = 7.5кВ. Характер свечения отрицательной короны существенно отличался от свечения положительной короны: теперь на коронирующем электроде возникали отдельные пульсирующие светящиеся равноудаленные друг от друга точки. При повышении приложенного напряжения возрастал ток разряда, а также увеличивалось количество светящихся точек и интенсивность их свечения. Запах озона ощущался сильней, чем при положительной короне. Искровой пробой промежутка произошел при U = 18.5кВ.

Вольт-амперная характеристика:
U, кВ I, мкА
0 0
7.5 1
8 4
9 20
10 40
11 100
12 150
13 200
14 300
15 380
16 480
17 590
18 700
18.4 800
18.5 перекрытие


Эксперимент #5


Наблюдение положительного стримерного коронного разряда. Заменим в электродной системе проволочный электрод на пилообразный электрод и вернем полярность электропитания в исходное состояние. Коронирующий электрод – зубчатый, положительное питание;

L = 11 мм = 1.1см;


Свечение:


Процесс коронирования начался при U = 5.5кВ, при этом на остриях коронирующего электрода появились тонкие светящиеся каналы (стримеры), направленные в сторону пластинчатого электрода. По мере увеличения напряжения размер и интенсивность свечения этих каналов, а также коронный ток увеличивался. Запах озона ощущался примерно как при положительной лавинной короне. Переход коронного разряда в искровой разряд произошел при U = 13кВ.

Вольт-амперная характеристика:
U, кВ I, мкА
0 0
5.5 1
6 3
7 10
8 20
9 35
10 60
11 150
12 300
12.9 410
13 перекрытие


Как было видно из экспериментов, геометрические параметры коронирующего электрода, а также полярность питания существенно влияют на закономерность изменения тока от напряжения, величину напряжения зажигания разряда, величину напряжения пробоя промежутка. Это не все факторы, влияющие на режим протекания коронного разряда, вот более полный список[1,2,3,4]:

  • геометрические параметры межэлектродного пространства:
    • геометрические параметры коронирующего электрода;
    • межэлектродное расстояние;
  • полярность электропитания, подводимого к коронирующему электроду;
  • параметры воздушной смеси, заполняющей межэлектродное пространство:
    • химический состав;
    • влажность;
    • температура;
    • давление;
    • примеси (частицы аэрозолей, например: пыль, дым, туман)
  • в некоторых случаях материал (значение работы выхода электрона) отрицательного электрода, так как с поверхности металлического электрода при бомбардировке ионами и при облучении фотонами может происходить отрыв электронов.

Далее в статье будет идти речь только о положительном лавинном коронном разряде, так как такой разряд характеризуется относительно низким количеством вырабатываемых токсичных газов [3,4]. Данная форма разряда менее эффективна для электрической очистки воздуха в сравнении с отрицательным коронным разрядом [3,4] (отрицательная корона повсеместно применяется в промышленных аппаратах по очистке дымовых газов перед их выбросом в атмосферу).

Электрическая очистка воздуха: принцип работы



Принцип электрической очистки заключается в следующем: воздух с взвешенными частицами загрязнений (частицы пыли и/или дыма и/или тумана) пропускается со скоростью Vв.п. через межэлектродный промежуток, в котором поддерживается коронный разряд (в нашем случае положительный).


Частицы пыли сначала электрически заряжаются в поле коронного разряда (положительно), а затем притягиваются к отрицательно заряженным пластинчатым электродам за счет действия электрических сил.

Зарядка частиц


Дрейфующие положительные ионы, имеющиеся в большом количестве в межэлектродном коронирующем промежутке, сталкиваются с частицами пыли, из-за чего частицы приобретают положительный электрический заряд. Процесс зарядки выполняется в основном за счет двух механизмов [1,2,4] – ударной зарядки дрейфующими в электрическом поле ионами и диффузионной зарядки ионами, участвующими в тепловом движении молекул. Оба механизма действуют одновременно, но первый более существенен для зарядки крупных частиц (размерами более микрометра), а второй – для более мелких частиц [1,2,4]. Важно отметить, что при интенсивном коронном разряде скорость диффузионной зарядки значительно ниже ударной [4].

Процессы зарядки [1]

Процесс ударной зарядки протекает в потоке ионов, движущихся от коронирующего электрода под действием электрического поля. Ионы, оказавшиеся слишком близко к частице, захватываются последней за счет молекулярных сил притяжения, действующих на коротких расстояниях (в том числе сила зеркального отображения, обусловленная взаимодействием заряда иона и наведенного за счет электростатической индукции противоположного заряда на поверхности частицы).

Механизм диффузионной зарядки выполняется ионами, участвующими в тепловом движении молекул. Ион, оказавшийся достаточно близко к поверхности частицы, захватываются последней за счет молекулярных сил притяжения (в том числе силой зеркального отображения), поэтому вблизи поверхности частицы образуется пустая область, где ионы отсутствуют:


Из-за образовавшейся разности концентраций возникает диффузия ионов к поверхности частицы (ионы стремятся занять пустую область), и в результате эти ионы оказываются захваченными.

При любом механизме по мере накопления частицей заряда, на находящиеся вблизи частицы ионы начинает действовать отталкивающая электрическая сила (заряд частицы и ионов одного знака), поэтому скорость зарядки будет со временем снижаться и в некоторый момент прекратится совсем [1,4]. Этим объясняется существование предела зарядки частицы.

Величина заряда, полученного частицей в коронирующем промежутке, зависит от следующих факторов:

  • способность частицы к зарядке (скорость зарядки и предельный заряд, больше которого частица зарядиться не может);
  • время, отпущенное на процесс зарядки;
  • электрические параметры области, в которой находится частица [1,4] (напряженность электрического поля, концентрация и подвижность ионов)

Способность частицы к зарядке определяется параметрами частицы [2,4] (в первую очередь размер, а также электрофизические характеристики). Электрические параметры в месте нахождения частицы определяются режимом коронного разряда и удаленностью частицы от коронирующего электрода [1,3,4].

Дрейф и осаждение частиц


В межэлектродном пространстве коронирующей электродной системы присутствует электрическое поле, поэтому на частицу, получившую какой-либо заряд, сразу начинает действовать [1,2,3,4] сила Кулона Fк, из-за чего частица начинает смещаться в направлении осадительного электрода – возникает скорость дрейфа W:


Значение силы Кулона пропорционально заряду частицы и напряженности электрического поля в месте ее нахождения [1,2,4]:



Из-за движения частицы в среде возникает [1,2] сила сопротивления Fс, зависящая от размеров и формы частицы, скорости ее движения, а также вязкости среды, поэтому нарастание скорости дрейфа ограничивается. Известно [1]: скорость дрейфа крупной частицы в поле коронного разряда пропорциональна напряженности электрического поля и квадрату ее радиуса, а мелкой – пропорциональна напряженности поля.

Спустя какое-то время частица достигает поверхности осадительного электрода, где удерживается за счет следующих сил [4]:

  • электростатических сил притяжения, обусловленных наличием заряда на частице;
  • молекулярных сил;
  • сил, обусловленных капиллярными эффектами (в случае присутствия достаточного количества жидкости и способности частицы и электрода к смачиванию).


Эти силы противодействуют воздушному потоку, стремящемуся сорвать частицу. Частица выведена из воздушного потока.

Как можно заметить, коронирующий промежуток электродной системы выполняет следующие необходимые для электрической очистки функции:

  • производство положительных ионов для зарядки частиц;
  • обеспечение электрического поля для направленного дрейфа ионов (необходимого для зарядки частиц) и для направленного дрейфа заряженных частиц к осадительному электроду (необходимого для осаждения частиц).

Поэтому электрический режим коронного разряда существенно влияет на эффективность очистки. Известно [4], что процессу электроочистки способствует увеличение мощности, затрачиваемой коронным разрядом – увеличение разности потенциалов, приложенной к электродам и/или силы тока разряда. Из ВАХ межэлектродного промежутка, рассмотренной ранее, видно, что для этого необходимо поддерживать предпробойное значение разности потенциалов (кроме того видно, что это непростая задача).

Некоторые факторы могут оказывать существенное влияние на процесс электрической очистки:

  • высокая количественная концентрация частиц загрязнений; приводит к дефициту ионов [2,3] (большая их часть осаждается на частицах), в результате чего снижается интенсивность коронирования, вплоть до прекращения (явление носит название запирание короны), ухудшению параметров электрического поля в промежутке [1]; это приводит к падению эффективности процесса зарядки;
  • накопление слоя пыли на осадительном электроде:
    • если слой обладает высоким электрическим сопротивлением, то в нем накапливается электрический заряд того же знака, что и заряд дрейфующих частиц (и полярность коронирующего электрода), в результате чего:
      • снижается интенсивность коронного разряда [2,3] (из-за деформации электрического поля в промежутке), что негативно отражается на процессе зарядки частиц и процессе дрейфа частиц к осадительному электроду;
      • заряженный слой оказывает отталкивающее действие на осаждающуюся частицу [2], имеющую заряд того же знака, что негативно отражается на процессе осаждения;
  • электрический ветер [1,2] (возникновение воздушного потока в направлении от коронирующего электрода в сторону осадительного электрода) в некоторых случаях может оказывать заметное влияние на траекторию движения частиц, особенно мелких.

Электродные системы электрических фильтров


По мере удаления от коронирующего электрода по направлению вдоль пластин, значение напряженности поля снижается. Условно выделим в межэлектродном промежутке активную область, в пределах которой напряженность поля принимает существенные значения; за пределами этой области необходимые для электрической очистки процессы неэффективны из-за недостаточной напряженности.


Сценарий движения частицы загрязнения на практике может отличаться от описанного ранее: например, частица так и не достигнет осадительного электрода (а), или осажденная частица может по каким-то причинам оторваться (б) от осадительного электрода с последующим уносом воздушным потоком:


Очевидно, что для достижения высоких показателей качества очистки необходимо, чтобы выполнялись условия:

  • каждая частица загрязнения должна достигнуть поверхности осадительного электрода;
  • каждая частица, достигнувшая осадительного электрода, должна надежно удерживаться на его поверхности до момента ее удаления при чистке.

Напрашивается предположение, что следующие меры должны приводить к повышению качества очистки:

  • увеличение скорости дрейфа W;
  • снижение скорости воздушного потока Vв.п.;
  • увеличение длины S осадительных электродов по ходу движения воздуха;
  • уменьшение межэлектродного расстояния L, что приведет к уменьшению расстояния A (которое необходимо преодолеть частице, чтобы достигнуть осадительного электрода).


Наибольший интерес, конечно, вызывает возможность повышения скорости дрейфа. Как было ранее отмечено, она в основном определяется величиной напряженности электрического поля и зарядом частицы, поэтому для обеспечения ее максимальных значений необходимо поддерживать интенсивный коронный разряд, а также обеспечить достаточное время пребывания (не менее 0,1с [2,3]) частицы в активной области промежутка (чтобы частица успела получить значительный заряд).

Величина скорости воздушного потока (при постоянном размере активной области) определяет время пребывания частицы в активной области промежутка, и, следовательно, время, отпущенное на процесс зарядки и время, отпущенное на процесс дрейфа. Кроме того, чрезмерное увеличение скорости приводит [3] к возникновению явления вторичного уноса – к вырыванию осажденных частиц с осадительного электрода. Выбор скорости потока является компромиссом, так как снижение скорости приводит к падению объемной производительности аппарата, а значительное увеличение – к резкому ухудшению качества очистки. Обычно скорость в электрофильтрах составляет [1,3] около 1 м/с (может находиться в пределах 0,5…2,5 м/с).

Увеличение длины S осадительного электрода не сможет оказать значительного положительного эффекта, так как в удлиненной части межэлектродного промежутка за пределами условной активной области (большое удаление от коронирующего электрода) напряженность электрического поля и, следовательно, скорость дрейфа частицы будет мала:


Установка дополнительного коронирующего электрода в удлиненной части значительно улучшит ситуацию, но для бытового устройства это решение может вызвать проблемы с выработкой токсичных газов (из-за увеличения суммарной протяженности коронирующего электрода):


Аппараты с таким расположением электродов известны как многопольные электрофильтры [4] (в данном случае двухпольный электрофильтр) и применяются в промышленности для очистки больших объемов газов.

Уменьшение межэлектродного расстояния (L → *L) приведет к уменьшению пути (*A < A), который необходимо преодолеть частице, чтобы достигнуть осадительного электрода:


Из-за сокращения межэлектродного расстояния будет снижена разность потенциалов U, из-за чего уменьшится и размер активной области межэлектродного промежутка. Это приведет к сокращению времени, отпущенного на процесс зарядки и процесс дрейфа частицы, что в свою очередь может привести к снижению качества очистки (особенно для мелких частиц, обладающих низкой способностью к зарядке). Кроме того, уменьшение расстояния приведет к сокращению площади поперечного сечения активной зоны. Решить проблему сокращения площади можно параллельной установкой такой же электродной системы:


Аппараты с таким расположением электродов известны как многосекционные электрофильтры[4] (в данном случае двухсекционный) и применяются в промышленных установках. У данной конструкции увеличена протяженность коронирующего электрода, что может вызвать проблемы с выработкой токсичных газов.

Гипотетический высокоэффективный электрический фильтр, наверное, содержал бы некоторое количество электрический полей и секций очистки:


Каждая поступившая в этот многосекционный многопольный электрофильтр частица успевала бы получить максимально возможный заряд, так как в аппарате обеспечивается активная область зарядки большой протяженности. Каждая заряженная частица достигала бы поверхности осадительного электрода, так как в аппарате обеспечена активная область осаждения большой протяженности и уменьшено расстояние, которое необходимо преодолеть частице, чтобы осесть на электроде. Аппарат без труда справлялся бы и с высокой запыленностью воздуха. Но такая компоновка электродов из-за большой суммарной длины коронирующих электродов будет вырабатывать недопустимо большое количество токсичных газов. Поэтому подобная конструкция совершенно непригодна для использования в устройстве, предназначенном для очистки воздуха, который будет использоваться людьми для дыхания.

В начале статьи была рассмотрена электродная система, состоящая из двух параллельных пластин. Она обладает очень полезными свойствами в случае ее применения в бытовом электрофильтре:

  • электрический разряд в электродной системе не протекает (ионизационные процессы отсутствуют), поэтому токсичные газы не вырабатываются;
  • в межэлектродном пространстве образуется однородное электрическое поле, поэтому пробойная прочность межэлектродного промежутка выше, чем эквивалентного промежутка с коронирующим электродом.

Благодаря этим свойствам использование данной электродной системы в электрическом фильтре может обеспечить эффективное осаждение заряженных частиц без наработки вредных газов.
Заменим в двухпольной электродной системе второй коронирующий проволочный электрод на пластинчатый электрод:


Процесс очистки воздуха в модифицированной электродной системе немного отличается – теперь он протекает в 2 стадии: сначала частица проходит коронирующий промежуток с неоднородным полем (активная область 1), где получает электрический заряд, затем поступает в промежуток с однородным электростатическим полем (активная область 2), который обеспечивает дрейф заряженной частицы к осадительному электроду. Таким образом, можно выделить две зоны: зона зарядки (ионизатор) и зона осаждения (осадитель), поэтому данное решение и получило название — двухзонный электрофильтр [2,3]. Пробойная прочность межэлектродного промежутка осадительной зоны выше [1,2] пробойной прочности промежутка зоны зарядки, поэтому к ней приложено большее значение разности потенциалов U2, что обеспечивает большее значение напряженности электрического поля в этой зоне (активная область 2). Пример: рассмотрим два промежутка с одинаковым межэлектродным расстоянием L=30мм: с коронирующим электродом и с пластинчатым электродом; пробойное значение средней напряженности для промежутка с неоднородным полем не превышает 10кВ/см [1]; пробойная прочность промежутка с однородным полем составляет около 28кВ/см, (более, чем в 2 раза выше).

Увеличение напряженности поля будет способствовать повышению качества очистки, так как сила, обеспечивающая дрейфа заряженных частиц пыли, пропорциональна ее значению. Что примечательно, электродная система зоны осаждения почти не потребляет электроэнергию. Кроме того, так как поле однородное, по всей длине зоны (по ходу движения воздуха) напряженность будет принимать одинаковое значение. Благодаря этому свойству можно увеличить длину электродов осадительной зоны:


В результате увеличится длина активной области осаждения (активная область 2), что обеспечит увеличение времени, отпущенного на процесс дрейфа. Это будет способствовать повышению качества очистки (особенно для мелких частиц, обладающих низкой скоростью дрейфа).
В электродную систему можно внести еще одно усовершенствование: увеличить количество электродов в осадительной зоне:


Это приведет к уменьшению межэлектродного расстояния осадительной зоны, в результате чего:

  • уменьшится расстояние, которое необходимо преодолеть заряженной частице, чтобы достигнуть осадительного электрода;
  • увеличится пробойная прочность межэлектродного промежутка (видно из уравнения критической напряженности воздушного промежутка), благодаря чему будет возможно обеспечить еще более высокие значения напряженности электрического поля в зоне осаждения.

Например, пробойная напряженность при межэлектродном расстоянии L=30мм составляет около 28кВ/см, а при L=6мм – около 32кВ/см, что на 14% выше.

Протяженность активной области 2 по ходу движения воздуха при этом, что важно, не уменьшится. Поэтому увеличение количества электродов в осадителе тоже будет способствовать повышению качества очистки.

Заключение


В конечном счете, мы пришли к двухзонной электродной системе, обладающей высоким качеством очистки от взвешенных частиц, даже мелких, улавливание которых вызывает наибольшие трудности (низкая способность к зарядке и, следовательно, низкое значение скорости дрейфа) при низком уровне вырабатываемых токсичных газов (при условии использования положительной лавинной короны). Конструкция имеет и недостатки: при высокой количественной концентрации пыли возникнет явление запирания короны, что может привести к значительному снижению эффективности очистки. Как правило, воздух жилых помещений не содержит такого количества загрязнений, поэтому такой проблемы возникнуть не должно. Благодаря неплохому сочетанию характеристик устройства с аналогичными электродными системами успешно применяются для тонкой очистки воздуха в помещениях.

По возможности в следующей части будут выложены материалы по конструкции и сборке в домашних условиях полноценного двухзонного электростатического очистителя воздуха.

Огромная благодарность Яне Жировой за предоставленную фотокамеру: без нее качество фото- и видеоматериалов было бы значительно хуже, а фото коронного разряда вообще бы отсутствовали.

Назаров Михаил.

Источники


  1. Электрофизические основы техники высоких напряжений. И.П.Верещагин, Ю.Н. Верещагин. – М.: Энергоатомиздат, 1993г.;
  2. Очистка промышленных газов электрофильтрами. В.Н. Ужов. – М.: Издательство «Химия», 1967г.;
  3. Техника пылеулавливания и очистки промышленных газов. Г.М.-А. Алиев. – М.: Металлургия, 1986г.;
  4. Промышленная очистка газов: Пер. с англ. – М., Химия, 1981г.
Вы пользуетесь на постоянной основе (работает почти круглосуточно) дома очистителем воздуха?

Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. Войдите, пожалуйста.

Поделиться публикацией
Никаких подозрительных скриптов, только релевантные баннеры. Не релевантные? Пиши на: adv@tmtm.ru с темой «Полундра»

Зачем оно вам?
Реклама
Комментарии 92
  • +1
    Тоесть нельзя обойтись без выработки газа первого класа опасности?
    Какое тогда практическое применение такого способа очистки?
    • 0
      Некоторые, в подобных самоделках, используют озоновый фильтр из лазерных принтеров.
      • 0
        Читал об исследованиях израильских учёных, использовавших озон для лечений гноящихся ран. Живу в местности где много пыли и часто пускают палы. Дома постоянно работают два озонатора, которые в периоды палов мыть приходится раз в неделю. Никакого негативного воздействия озона никто из домашних не ощущает. Так что думаю что вред озона преувеличен.
        • +3
          Но откуда знать в домашних условия не превышена ли допустимая норма озона?
          ИМХО чревато делать дома такие эксперименты. Ну поигратся еще ладно, но не рискнул бы оставлять на постоянку
          • –1
            Работал с озоном, но давно.
            Помнится, ПДК озона 2мг*л или 2г*м3.
            Способ определения наличия ПДК объясняли просто: если пахнет озоном, значит уже ПДК :-)
            • 0
              человек ощущает запах озона, когда концентрация его в несколько раз меньше ПДК. только есть проблема — человек очень быстро принюхивается к запаху озона.
              поэтому метод плох.
              • 0
                При тех концентрациях озона, с которыми мы работали, принюхаться было невозможно. Утечки быстро находили по запаху. Но близко к месту утечки было подходить нельзя — можно быстро надышаться до рвоты (минимум). Ходили с противогазами со спецкоробками от озона. Зато можно было быстро вылечить насморк пару раз вдохнув из пробоотборника)
            • –1
              А я рискнул, поигрался. Дышал подолгу озоном-ничего негативного не почувствовал. Ещё заметил одну интересную вещь-если приехал с пикника и руки-ноги покусали насеокомые то обработка озоном снимает раздражение и зуд от укусов. Так что меня наличие озона не пугает совсем. Да и как он может быть опасен если озон это O(3)? O(2) мы вдыхаем без проблем.
              • 0
                Озон мощный окислитель всего органического. А так да, без проблем :)
                • +1
                  Да и как он может быть опасен если озон это O(3)? O(2) мы вдыхаем без проблем

                  Это шутка такая?
                  Это как сказать что соль NaCl, употребляем и ничего.
                  А в начале 20 века хлор использовали как боевое отравляющее вещество.
                  Или алмаз и уголь ВНЕЗАПНО одно и то же — C
                  • 0
                    Не шутка. Всё-таки между Na и NaCl гораздо больше разницы чем между O(2) и O(3).
                    • 0
                      а графит и алмаз вовсе одно и то же — C
                  • +2
                    Да и как он может быть опасен если озон это O(3)? O(2) мы вдыхаем без проблем.
                    Вы серьёзно? Озон очень сильный окислитель, плюс то, что при большинстве реакций с его участием образуется свободный радикал кислорода делает его чрезвычайно токсичным. Почитайте википедию хотя бы.
                    • –1
                      Вполне серьёзно. Присущее мне с рождения критическое мышление не позволяет верить всему, тем более википедии. Кроме того, читаем там же
                      «Озон эффективно убивает плесень и бактерии.»
                      Я себя отношу к Homo Sapiens, а не к плесени и бактериям. Видимо поэтому на меня озон оказывает исключительно положительное воздействие.
                      • 0
                        Озон убивает всё, но если человека эффективнее убить пулей, то плесень и бактерии – озоном. Бактерии ещё хлор хорошо берёт, но его убирать долго, не так летуч. Вот смысл фразы. Для того, чтобы понять по-вашему, там должно быть слово «только», но его нет.
                        У меня есть так называемая в народе «озоновая пушка» для обеззараживания помещений, так вот первый раз когда я её использовал (закупорить помещение, включить на много часов, категорически уйти из помещения и смежных), я не выставил из комнаты цветы. Цветы вскоре сдохли. Выводы делайте сами.
                        • 0
                          Я проводил аналогичные опыты, всё в порядке, никто не сдох. Ну возможно кроме бактерий, не проверял. А может вы цветы просто забыли полить?
                          • 0
                            А у вас соблюдены были условия «опыта»? Герметичность помещения, установка озонации под потолком? Чьего производства пушка, кем сертифицирована?
                            А может вы цветы просто забыли полить?
                            Я надеюсь, вы пошутили.
                • 0
                  Соль — «тоже» не отрава (если ее не много)…

                  Вопрос не столько в абстрактном вреде озона сколько в вреде от конкретного количества вдыхаемого озона… На этот счет вроде как есть вполне конкретные нормативы — до какого предела вреда быть не должно, а после какого уже может быть и вред.
                  • 0
                    Не стоит слепо доверять всему что где-то написано.
                    В действительности всё совершенно иначе, чем на самом деле. Антуан де Сент Экзюпери
                • +1
                  Никакого негативного воздействия озона никто из домашних не ощущает.
                  А вы можете и не ощущать никакого воздействия годами. Смотреть нужно в долгосрочных перспективах. Минус 10 лет к жизни (как пример) приятного мало.
                  • 0
                    А если не мминус а плюс? Знаю одну маленькую страну, там очень большая концентрация озона. И продолжительность жизни тоже высокая.
                    • 0
                      Я не говорю что именно озон вреден. Я говорю, что глупо заявлять: негативного воздействия не ощущаю.
                      • 0
                        Мне кажется глупо заявлять что кто-то что-то глупо заявлет только потому что это вам кажется глупым.
                • 0
                  Голова болела, если подобный ионизатор-очиститель включался надолго и рядом находился. В инструкции прямо было написано не включать на ночь, рядом местом отдыха-работы и т.д.
                  • 0
                    Озонатор хорош тем, что это реально антибактериальная очистка воздуха. Но включать только когда вас нет дома плюс ещё часа 4, чтобы распался, выветрился. Ещё плюс им обрабатывать кондиционеры и сами же воздухоочистители.
                    • –1
                      Видимо это индивидуальная непереносимость. У меня всё ок. Даже наоборот, привык когда делаю дома зарядку или разминку быстрее восстанавливать дыхание возле озонатора.
                      • 0
                        Та же история. Сначала не верил, когда покупал очиститель, а теперь он стоит без дела в прихожей.
                    • 0
                      Да, с озоном серьезная проблема.
                      Конечно, если планируется постоянное использование надо замерять установившуюся концентрацию в помещении: если она превышает ПДК, то лучше отказаться. Один из вариантов, как уже писали — устанавливать озоновый фильтр на выходе. Наверное, такие устройства желательно использовать в комбинации с приточной вентиляцией.
                      В США есть в продаже такие электрофильтры: маловероятно, что там бы допустили опасное для здоровья устройство, хотя это не аргумент.
                      • 0
                        В США есть в продаже такие электрофильтры: маловероятно, что там бы допустили опасное для здоровья устройство, хотя это не аргумент

                        вопрос производительности и прокачки воздуха.
                        • 0
                          имелись ввиду аналогичные market.yandex.ru/product/488052?nid=54979 устройства (не сочтите за рекламу). Обратите внимание на производительность. Я бы приобрел себе такой, будь финансовая ситуация получше…
                          • 0
                            У меня что-то подобное было, но там гораздо серьёзнее всё сделано, чем просто электростатика.
                            Сначала воздух проходит HEPA, потом блок из активированного угля, потом эектростатический фильтр из струн и сетки металлической. А потом проходил через сетку, намазанную титановыми белилами, которую облучала ртутная лампа, на ней дожигалась органика, как было написано в инструкции. Воздух чистило замечательно, но и шумело неплохо вентилятором.
                    • +4
                      А у меня есть лист фторопласта и два кота, евпочя.
                      • 0
                        У Вас в статье неточность.
                        Кроме того, прибор значительно изменяет ионный состав воздуха, при этом воздействие такого воздуха на людей на данный момент изучено недостаточно.

                        Вот таких исследований как раз было достаточно, ионизаторы даже клинические испытания проходили, эффекты вполне изучены. Вот приду домой, накидаю ссылок на исследования.
                        • –1
                          тут как всегда, что значит «достаточно»?
                          • 0
                            Очевидно же, это антоним к слову «недостаточно»</troll mode>

                            Но я имел в виду достаточность для прохождения клинических испытаний приборов, производящих изменение ионного состава воздуха.
                          • 0
                            Извиняюсь, ссылок на исследования на сайтах самих медучереждений найти не смог.

                            Это копипаста из инструкции к прибору «Элион 132с»:
                            Испытания проводились в следующих учереждениях:
                            • НИИ скорой помощи им. Н.В.Склифосовского
                            • Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН
                            • НПО «Фтизиопульмонология» МЗ РФ
                            • Главный военный клинический госпиталь им. Н. А. Бурденко
                            • Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН
                            • НИИ педиатрии РАМН

                            Там ещё длинная портянка с перечислением обнаруженных эффектов, если интересно, могу выложить. Так что утверждение о недостаточной изученности воздействия ионизированного воздуха голословно.
                          • 0
                            Есть дома электростатический фильтр мощностью 10 Вт, заводского изготовления. Название не пишу, чтобы не рекламировать. Принудительного обдува не имеет, молекулы воздуха захватываются ионами, за счёт этого образуется осязаемый рукой поток на выходе прибора. Ну, что могу сказать, на пластинах фильтра действительно осаждается прилично пыли, где-то через 5-7 дней непрерывной работы просит помыть фильтр (есть дисплей, где появляется сообщение о необходимости очистки).
                            Но при этом дома меньше пыли как-то не стало. Характеристики прибора следующие:
                            Объём обслуживаемого помещения: от 20 м3 до 130 м3
                            Размер улавливаемых частиц в пределах: 0,3-100 мкм
                            Эффективность очистки: до 96 %
                            Концентрация ионов на расстоянии 1,5 м: до 40000 ион/см3
                            Концентрация озона в помещении: не более 20 мкг/м3
                            • 0
                              Та пыль что дома видна, такими фильтрами не улавливается. Они улавливают то, что вы разве что в микроскоп сможите разглядеть.
                              • 0
                                тут не хватает объективного параметра: значения CADR или объемного расхода воздуха для расчета CADR. Просто производитель мог написать объем обслуживаемого помещения «с потолка» не в пользу покупателя. Так что трудно сказать. Все-таки цель очистителя — снижение концентрации пыли в конкретном помещении, а для этого необходим достаточный для объема помещения CADR, иначе прибор не будет справляться со своей задачей.
                              • 0
                                Очень интересный материал. У самого было желание построить похожий очиститель воздуха для квартиры.
                                У меня вопрос. Как на счет опасности, которую может нести подобный прибор?
                                Например, я помню видео, где один изобретатель (русскоговорящий) демонстрировал свое изобретение (какую-то электростатическую «люстру»), и говорил, что пользовался ею, и с ее помощью угробил себе здоровье! Так-как эта «люстра» заряжала пыль зарядом, и после пыль попадала в легкие, и вызывала повреждения тканей. Если я правильно помню, то он решил проблему (не со здоровьем) установив дополнительный экран, снимающий заряд.
                                Возможно стоит на выходе очистителя воздуха, который вы предлагаете построить, установить заземленную, мелкоячеистую решетку или что-то подобное?
                                Или, как себя будут вести электронные бытовые приборы в соседстве с таким очистителем?
                                • 0
                                  Спасибо! Большая часть ионов остается внутри прибора — между электродами сильное эл.поле, из-за чего ионы долетают до электродов и нейтрализуются. И да, вы правы, еще снизить концентрацию можно установкой металлической сетки на выходе, подключенной к противоположному проводу — заземлять необязательно.
                                  Там речь о другом устройстве — ионизаторе.
                                  Не было замечено, что какие-то приборы хоть как-то реагировали.
                                  • 0

                                    Чижевский?

                                    • 0
                                      Из инструкции по эксплуатации ионизатора (не совсем то, но близко):
                                      3.3 При эксплуатации аппарата необходимо соблюдать следующие меры безопасности:
                                      1) не устанавливать аппарат на металлической мебели, подставках и т.п.;
                                      2) не размещать аппарат на расстоянии менее 0,5 метра от каких-либо окружающих предметов (шкафов, труб и т.д.), острия ионизирующего электрода должны располагаться на расстоянии не менее 0,35 м от стен;
                                      3) не рекомендуется устанавливать аппарат на расстоянии менее 2,5 метра от электронных приборов (телевизоров, компьютеров и т.п.);
                                      4) не рекомендуется находиться на расстоянии менее 1,0 метра от работающего аппарата;

                                      Вероятно, возможно наведение отрицательного заряда на приборы. На приборах это врядт-ли хорошо скажется.
                                    • 0
                                      Мне кажется от такого очистителя wifi ляжет. У меня даже от микроволновки канал проседает в ноль почти
                                      • 0
                                        Так частота совсем разная. В микроволновки просто какраз частота wifi — 2.4 Ггц
                                        • 0
                                          любой разряд — очень широкополосная штука, но можно заэкранировать
                                          • 0
                                            тем самым экраном, про который шла речь выше
                                      • 0
                                        Очень интересно, давно интересуюсь, да в школе много эксперементировал в высоким напряжением. Но пока эффективной конструкции и без опасных выхлопов (знаком с этим на практике) — не попадалось.
                                        • 0
                                          Отличный разбор принципов работы очистителя! И эксперименты на уровне!
                                          Однако, почему не были рассмотрены существующие бытовые очистители? Ведь что-то можно было почерпнуть и из их конструкции. Например, дома использовал бытовой очиститель-ионизатор, который производился лет 20 назад российской компанией (к сожалению не нашел фото в сети). Устройство было с проволочными коронирующими электродами, однако разряд был не лавинный, а стримерный. Второй электрод был, по-моему, в виде узких полосок. Эффективность очистителя была не особо высокой — раз в неделю вроде приходилось картридж с электродами мыть. А вот озон вырабатывал ощутимо…
                                          • 0
                                            а не вещь с названием «Супер-плюс-турбо»?
                                            для тех, кто не сталкивался: да, это имя собственное прибора. более бессмысленного названия не видел.
                                            • 0
                                              Нет, нет, такой я нагуглил, это что-то новое. Там было осмысленное название и корпус вытянутый прямоугольник, к сожалению забыл и название, давно было…
                                              • 0
                                                ПРодавался в магазине рядом с люстрой чижевского. В картридже были нити и пластины. и еще в комплекте шла пара пузырьков ароматических масел, чтобы воздух освежать

                                                Было 2 режима, тихий и сильный, он прям вонять озоном начинал.
                                                Спрошу родителей, может у них еще висит.
                                            • 0
                                              Спасибо! Не пользовался такими устройствами, чтобы включить в обзор. В литературе сталкивался только с двухзонной очисткой и ее модификациями.
                                            • 0
                                              Был у меня market.yandex.ru/product--electrolux-z-8010/765066. На угольный фильтр не обращайте внимания, основную работу выполняла электростатика. Без коронных разрядов. Может быть стоит поискать и подсмотреть более безопасную реализацию.
                                              • 0
                                                Может кто-то предположить как будет работать такой фильтр в услових активного вейпинга в квартире. Будет ли эта взвесь из глицерина и пропиленгликоля в воздухе мешать этому фильтру?
                                                • 0
                                                  Можно, но суть в деталях: какой объем помещения, какая концентрация тумана. Лучше проверить на практике. Вообще, пределы довольно широкие: например, промышленные электрофильтры размером с несколько комнат эффективно очищают дымовые газы за один проход, а не в режиме рециркуляции. Может быть придется платить за эффективную очистку габаритами прибора и количеством озона.
                                                • 0

                                                  Увы, производительность таких очистителей очень низкая — они не могут прогонять через себя сколько-нибудь заметный объем воздуха. Это делает его не более чем пылесборником, не решающим главных проблем, озвученных в начале статьи

                                                  • 0
                                                    есть нормальные приборы, выше ссылка для примера
                                                    • 0
                                                      Ну, мы же про адекватные деньги говорим. За эти бабки можно купить охренительный HEPA и пожизненный набор фильтров.
                                                  • +1
                                                    У меня мойка воздуха — это такая стопка дисков, которые на половину погружены в воду, вращаются и обдуваются вентилятором. Когда в ней кончается вода, то становится не так комфортно, как с ней. В основном, она, конечно, только поддерживает влажность. Но и пыли в поддоне тоже прилично собирается. Не знаю на сколько она эффективна против таких мелких частиц. Кто-что может сказать?
                                                    • 0
                                                      У меня как раз недавно возникла нужда в увлажнителе воздуха, так как влажность дома упала <30% и стало очень не комфортно. Ультразвуковые увлажнители не подошли, так фильтров очистки воды дома нет, а из магазина дистиллированной водой не напасешься.
                                                      В итоге выбрал мойку воздуха.
                                                      С вот такими дисками
                                                      image

                                                      Тоже не знаю насколько помогает в очистке воздуха, но влажность держит в нормальных пределах отлично.
                                                      • 0
                                                        Никак. Цитата в вики, которая права как никогда «Также существуют «мойки воздуха» которые работают по «Технологии гидрофильтрации». Технология гидрофильтрации представляет собой процесс, когда воздух из помещения проходит через воздушно-дисперсионную зону восстановления, где происходит эффективная очистка, увлажнение, частичная антибактериальная обработка и ароматизация воздушного потока. Это позволяет эффективно произвести очистку (мойку) воздуха в помещении, удалить частицы пыли, аллергены, уменьшить посторонние запахи. Производительность таких аппаратов много меньше, чем вышеописанных, из-за выноса воздухом капелек воды из рабочей зоны аппарата в помещение. Кроме того, они также требуют регулярного, не реже раза в 3 дня, обслуживания и мойки моющими средствами. Обратите внимание, что не все аппараты конструктивно это позволяют сделать. Некоторые из них имеют сложной формы детали со скрытыми внутренними полостями, которые практически невозможно вымыть. Такие мойки воздуха способствуют постоянному микробиологическому загрязнению вашего дома.».
                                                        • 0
                                                          Видимо это писал далёкий от темы человек, так как выноса капелек воды из рабочей зоны там не происходит как в ультразвуковом испарителе (именно поэтому мойка не может переувлажнить воздух, вокруг неё не выпадает роса и на мебели не остаётся белого налёта от водопроводной воды).
                                                          В том варианте, что у меня (он на фото выше) мойка элементов прибора требуется раз в 2 недели. Всё разборное и полностью промывается. В поддоне установлен стержень с ионами серебра для обеззараживания воды.
                                                      • +1
                                                        Насколько мне известно, мойка воздуха бесполезна для очистки от мелких частиц. Чтобы эффективно ловить такие частицы нужно обеспечить условия, при которых большая их часть будет пролетать на очень близком расстоянии к поверхности уловителя. В HEPA это достигается большим количеством плотно уложенных микроволокон: вероятность прилипания мелкой частицы за счет этого довольно высока. В электрофильтрах это достигается воздействием электрического поля на заряженную частицу пыли. В мойке воздуха таких условий не обеспечивается; например: расстояние между дисками мойки 5мм; диаметр мелкой частицы 1мкм, в 5000 раз меньше; длина поверхности улавливания тоже маленькая. Очевидно, вероятность низкая (а вообще, интересно было бы замерять лазерным счетчиком пыли).

                                                        Поэтому я и не добавил в опрос: ИМХО мойка воздуха — увлажнитель, а не очиститель.
                                                        • 0
                                                          Вообще-то он не дисками очищает — диски нужны для увлажнения. Очистка происходит из-за того что поток воздуха направлен на поверхность воды — при «ударе» пыль и все такое оседает в воду.
                                                          • 0
                                                            В моём аппарате поток воздуха направлен именно на диски, а на дисках насечки и микроперфорация для лучшей очистки. Есть даже схематичное видео от производителя, где он объясняет принцип работы.
                                                            • 0
                                                              Но на дисках вода же. Таким образом, эффективная поверхность довольно большая. Кроме того, эти штуки создают завихрения.
                                                          • +1
                                                            с трудом, но нашел хоть какое-то видео, где была попытка измерить эффективность очистки мойки воздуха www.youtube.com/watch?v=YYPazStZYko Результаты неоднозначные.
                                                            • 0
                                                              Стоит заметить, что результаты неоднозначные именно у мойки воздуха фирмы Venta. У этой фирмы (и аналогичных ей) скорее пародии на мойки (вместо дисков со сложным рельефом плоские гладкие диски, даже сама Venta советует добавлять спец. химию для уменьшения поверхностного натяжения жидкости, что-бы их диски хоть как-то смачивались). Судя по тестам они даже толком не увлажняют, не говоря уже об очистке, в отличии от моек воздуха Boneco.
                                                              Там же на канале есть тестирования других моек. Если кто надумает покупать себе мойку, то сперва изучите все фирмы и модели. Но если вкратце, то, на мой взгляд, лидер Boneco. Стоят конечно дофига, но диски у лучшие на рынке.
                                                          • 0
                                                            Нагнетаемый поток воздуха в мойках идёт через диски прямо на поверхность воды. Шансов столкнуться с водой и «прилипнуть» у частиц очень много, что легко можно увидеть во время цветения сосны, пыльца довольно эффективно собирается в воду.
                                                        • +1
                                                          Обычный HEPA фильтр. Механический. Без закиси азота и озона.
                                                          • +1
                                                            В опросе не хватает моек воздуха.
                                                            • 0
                                                              и ПК :)
                                                              У меня пылесосом пылеочистителем работает ПК
                                                              (для снижения шума башня имеет много тихоходных вентиляторов с поролоновыми фильтрами на входе),
                                                              чистка раз в квартал.
                                                              Поэтому ответил: «да, какой-то есть».
                                                              • 0
                                                                Ответил выше
                                                              • 0
                                                                Почему упущено вообще системы «моек» воздуха? В моей мойке идет чисто механическая очистка — доливаю воду простую из под крана, раз в неделю мою аппарат. При этом очень тихо работает и достаточно энергоэффективна. Плюсом идет увлажнение воздуха.
                                                                • 0
                                                                  Там и увлажнения нет особо, и чистки нет. Это просто ведро с мотором за безумные деньги.
                                                                  • 0
                                                                    За очистку не скажу, но вот увлажняет отлично, проверено на собственном опыте.
                                                                    При условии, что внутри вот такие нормальные диски с микроперфорацией и насечками, а не просто гладкие блины
                                                                    image
                                                                    • 0
                                                                      Скажите, диски сами крутятся под действием потока воздуха, или отдельным мотором?
                                                                      • 0
                                                                        Медленно вращаются отдельным мотором.
                                                                    • 0
                                                                      Знаете, когда мою аппарат — достаточно много грязи в днище с водой
                                                                      • 0
                                                                        Про чистку не могу сказать, у меня мойка стоит в неудачном для улавливания пыли месте. Но увлажнение объективно есть и сильное — при регулярном проветривании из этого «ведра» за сутки 10л воды уходит. Субъективно — легче дышать и кожа в зимний период меньше сохнет. «Показометр» влажности на самом аппарате показывает 20-30% влажности без мойки и 60%+ с мойкой в квартире 40 кв. м.
                                                                        • 0
                                                                          А чем вы смотрите влажность? Гигрометр или метеостанция? Если второе — она может брать показатели с потолка. По факту ведро с мотором поможет только в маленькой комнате и если окна закрыть с дверьми. То есть дышать — непонятно чем, зато чуть влажнее.
                                                                          • 0
                                                                            Влажность смотрю на самой мойке, поэтому я и назвал это «показометром». Но куда-то же 10л воды уходят. Да, при проветривании большая часть влаги уходит в окно, но так будет с любым увлажнителем. И да, в мойке также есть HEPA-фильтр и ионизатор.
                                                                      • 0
                                                                        Ответил выше
                                                                      • 0
                                                                        кмк, такой фильтр — это скорее способ приблизить уже хороший воздух к идеальному.
                                                                        Был похожий, для помещений с хоть на глаз заметной запылённостью совсем не то.
                                                                        Сначала нормальной вентиляцией и как отметили выше, «мойкой», привести помещение в стабильно нормальное состояние, а потом уже и про электростатику задумываться.
                                                                        А иначе не по силам это ей.

                                                                        • 0
                                                                          Интересно будет посмотреть даже на действующий макет. Проект какими либо сроками ограничен?
                                                                          • 0
                                                                            очень не хватает главного ресурса-времени. На данный момент часть работ сделана: собрана одна половина осадителя, готовы детали для сборки 2ой половины. Такая же ситуация с ионизатором. Но остается еще много нерешенных задач: компоновка, корпус, источник питания. Чтобы никого не обмануть — сроки оговаривать не буду.
                                                                          • 0
                                                                            Незаслуженно забыли еще один популярный класс очистителей воздуха — фотокаталитические.
                                                                            • 0
                                                                              Вот насчёт популярности можно поспорить – метод дòрог, но то, что забыли незаслуженно, – несомненно. У меня некоторое время были оба одновременно – электростат и фотокат, заодно проводил эксперименты «на глазок» по эффективности очистки от взвешенной пыли, запахов при готовке еды, курении, пробке под открытым окном… В общем плюс ЭС только один – цена, тысячи против десятков тысяч за ФК. Но если цена у него ниже на порядок, то результативность минимум на два. Когда сдох, полетел в урну, не встретив сожаления.
                                                                              Я вообще считаю фотокат – самый эффективный метод очистки, примерно как озонирование лучше всего для обеззараживания. И НЕРА-установка у меня кстати без дела валяется, тоже рядом с ФК не стояла.

                                                                            Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.