吸烟室内空气质量净化处理方案

吸烟室空气质量净化处理—吸烟净化机方案
安徽宾肯电气有限公司张文局
摘要大气污染日益严重，公众对PM2.5越来越关注，“吸烟有害健康”已经不再是一个单纯的宣传标语。

二手烟，更是健康的杀手，殃及了多少无辜的人。

随着公众环保意识的加强、健康意识的提升，庞大的烟民群体，逐渐的走进了厕所、走进了吸烟室。

可是你知道吗，吸烟室里，空气的污染有多严重，你想都不敢想象。

一个简单的数字告诉你：500-1000！超过正常值的20-30倍！您一面在惬意的吞云吐雾，一面在呼吸着别人的二手烟。

可是您的健康呢？本文讲述的就是如何对吸烟室空气质量进行净化处理，还公众一个安全的呼吸空间。

关键词PM2.5 空气净化呼吸安全
Air Quality Purification Scheme of Smoking Room
Abstract Air pollution is increasingly serious, the public concernes about the PM2.5 more and more, "smoking is harmful to health" is no longer
a simple slogans. Secondhand smoke is a also healthkiller, many people
are innocented. Along with the strengthening of public awareness of environmental protection, health consciousness, huge smokers, gradually into the toilet, went into the smoking room. But you know, smoking room, air pollution is more serious, you will can not imagine. A simple digital tell
you: 500-1000! 20-30 times more than the normal value! Your side in the cozy to smoke opium, whilebreathing second-hand smoke of others. But,do you care
for your health? This paper will tell about how to purify the air quality in the smoking room,giving the public a safe space to breathe.
Key words PM2.5 air purification the safety of breathing 引言
吸烟室内一般设施简陋，通风条件差，PM2.5远远超出标准值，对人体健康危害极大。

此方案采用静电去除PM2.5的原理，结合自动控制系统，让吸烟室内的空气质量达标，减少烟雾对人体健康的损害。

此方案包括以下几部分：1)人体感应模块；2)烟雾感应模块；3)静电除PM2.5模块；4)气流循环系统；5）自动控制模块。

净化的过程是全自动的，逻辑顺序为：检测到有人进入吸烟区域，风机启动，低速运行，加速室内空气流通，为烟雾感应模块检测烟雾做准备。

风机低速运行10秒后，如果没有检测到烟雾，判断为外界环境干扰，停止风机运行，净化系统不启动，处于待机状态；如果在10秒内检测到烟雾，判断为有人在吸烟，净化系统立即启动；通过设置在不同位置的烟雾感应模块来判断吸烟室内烟雾的浓度，自动进行判断，启动高效率净化系统。

当烟雾消散后，风机自动运行在低速档，若在1分钟内，没有再检测到烟雾，风机系统停止工作，处于待机状态，准备下一次的工作循环。

1.净化系统及构成
净化系统由各部分有机组合，并根据设定的程序，按一定的逻辑自动运行，
已达到自动工作，无人值守的功能。

1.1人体感应模块
人体感应模块的工作原理是，发出功率在毫瓦级的微波，检测到非静态的人体
时，人体感应模块输出控制信号，本文选择的模块是继电器信号，输出的信号发送
给净化系统主控模块，驱动电路执行相关工作。

此人体感应模块，可以通过调节光
感灵敏度和感应距离，来适应各种使用坏境。

图1 人体感应模块图2 安装尺寸
1.2烟雾感应模块
烟雾感应模块是比较常见的烟雾报警、探测器件，但又不同于消防上所用烟雾探测器、报警器，本人所用烟雾感应模块，精度非常高，一丝丝烟雾都能探测到并输出控制信号，并且可以调节烟雾感应灵敏度。

吸烟室净化系统设有四个烟雾感应模块，可以检测到来自四个不同方向的烟雾，触发任意一个感应模块，净化系统都会启动工作。

图3 烟雾报警模块
1.3 PM
2.5净化模块
PM，英文全称为particulate matter（颗粒物），大气中的固体或者液体颗粒状物质。

PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。

虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。

PM2.5粒径小，直径相当于人类头发1/10大小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，被吸入人体后会进入支气管、肺泡，干扰肺部气体交换，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面疾病，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。

而对于此类微小颗粒物的处理，传统方式是采用高效过滤器，通常需要使用F7、F8等级的过滤器才能有效
过滤PM2.5，传统的高效过滤器除了维修成本高、循环使用困难，在使用一段时间后，随着吸附PM2.5的增大，风阻也越来越大，空调工作效率越来越低。

本文介绍的是一种非过滤网式的除尘手段，而是采用静电吸附的原理来实现PM2.5的处理，既可以循环清洗反复使用，又可以避免风阻越来越大的不足，在使用的整个过程中，静电吸附所采用的PM2.5净化模块不会导致风阻明显的变化。

图4 传统的高效过滤器图5 静电PM2.5净化模块
静电除尘原理：空气中粒子在通过高压电极时被电离，空气中粒子被带上正、负电荷，成为带电粒子，带电粒子在进入电场后，由于电场力的作用，正电粒子子向负极板运动，负电粒子向正极板运动，从而将空气中粒子捕获在集尘极板上，实现空气净化功能。

随着电场电压的增加，电场强度增加，带电粒子运动速度增加，极板捕获的带电粒子增加，空气净化的效率就增强。

通过实验，当烟雾通过静电电场时，烟雾明显减少，当增大电场两端电压时，烟雾更少，逐步调整电场电压，可以实现烟雾完全去除。

图6 静电除尘原理图7 静电除尘实验
1.4自动控制模块
自动控制模块是整个净化系统工作的指令处理的核心部件，是对外界坏境的判断、烟雾的探测、风机转速的调节、净化器启动、实时判断有无吸烟者和有多少烟雾产生等智能化控制系统，只要提供交流220V电源，净化系统就处在待机状态，设备没有启动，基本没有功耗，当检测到外界环境有人在吸烟，系统根据烟雾量来自动变化风速，以满足空气净化效果。

整机工作时噪音小、无二次污染产生，最大功率不超过80W,适合任何场所的吸烟室、吸烟房、允许吸烟的办公室、公共场所。

2、净化系统结构及模型
净化系统包括动力部分、控制部
分、风道部分，三部分有机组成，共
同实现空气净化功能。

此模型根据烟
雾飘流的特性，采用上回风下送风将
烟雾导入净化模块内，如右图中箭头
所指。

当人坐在吸烟桌四周时，大部
分烟雾从桌面回风口进入净化处理
模块，考虑空气扰动和烟雾飘散因
素，特地增加烟雾回收罩，防止烟雾
飘散到风机产生的负压区域，从而避
免空气处理不干净、不彻底。

使烟雾
完整回收另一个关键因素是风机，风
机在整机系统中，通过往桌子底下排
风，使桌面以上区域形成负压，使烟
雾能顺利进入净化处理模块内。

3、结论与讨论
此空气净化处理方案，不仅从原理上、方案上经过反复评审、系统分析，验证实际可行、经济合理、节能高效，而且已经生产出样机，在整机通电运行、各种工况模拟后，都可以自动工作，均实现了按设定的程序启动、变风速、启动净化、延时停机、待机等所有逻辑功能。

整机生产的材料主要有不锈钢、冷轧钢板及PVC。

桌面采用了不锈钢材质，防火、易清洁，烟雾回收罩采用PVC材质，重量轻、整体性强。

在整个系统调试运行过程中，为了达到更佳效果，多次试验，做了一些小的改动。

罗列如下：1、为了更加充分的净化效果，微调了静电除尘器电场两端电压；2、改善了回风口和出风口的开孔形状和气流组织；3、调整了人体感应模块的精度和安装位置；4、经过多次试验，找到了烟雾感应模块的最佳安装位置和最精准感应精度；5、通过在烟雾回收罩上增加夜光灯、多彩灯等装饰效果，改善了回收罩的整体视觉效果。

通过一系列改善后，整机净化效率可以达到90%以上，整机功率不超过80W，风量可以实现500到2000立方每小时，噪音小于50db，整机重量不超过20kg，搬运都很方便。

目前市场还没有普及，市场前景很好。

参考文献
[1]国家环境保护标准, 环境空气PM10和PM2.5的测定—重量法(HJ 618-2011)。

[2] 世界卫生组织, WHO Air quality guidelines for particulate matter, ozone, nitrogen dioxide and sulfur dioxide (Global update 2005, Summary of risk assessment).
[3]新型工频恒流型静电除尘电源研究[D]，王红艳，华中科技大学，2011年。