Принцип работы воздухоочистителя для дома своими руками, который может сделать каждый желающий, такой же, как и коммерческого прибора — загрязнённый воздух проходит через прибор (систему фильтрации или одиночный фильтр) и происходит процесс очистки.

Некоторые фильтры могут использовать нетипичные, редкие дополнения к очистке - ионизация воздуха, обработка его инфракрасным излучением и прочие. Такие дополнения считаются унитарными (узкоспециализированными) и лишь частично усиливают эффект от очистки стандартным способом.

Варианты изготовления устройства своими руками

Изготовить фильтр для очистки воздуха своими руками - сможет каждый. Необходимо только заранее определиться с условиями, в которых он будет работать и выбрать подходящий для вас наполнитель для фильтрации.

Воздухоочиститель своими руками для сухих комнат. Сухие комнаты - помещения, влажность в которых равна менее 30%. Очень важно попытаться повысить общий уровень влажности, и ни в коем случае - не снизить его. Возьмите небольшой контейнер для воды и заполните его наполовину.

Разместите на одном конце тары компьютерный кулер или вентилятор, который работает на небольших оборотах. Закрепите «систему подачи воздуха» так, чтобы она не могла попасть в воду - это может привести к замыканию в электросети. Благодаря взаимодействую (проникновению) воздуха с водой происходит его очистка, также - происходит процесс повышения влажности. Можно заливать горячую воду в тару, таким образом, паром насытится всё помещение.

Для влажных комнат. Влажные помещения (уровень влажности больше 60 — 75%) лучше дополнительно не увлажнять. Для очистителя воздуха, вместо воды, как было описано выше, можно использовать стандартную кухонную соль.

Свойства соли позволяют ей впитывать влагу и производить очистку. Чтобы соль не разлеталась от потока воздуха, её следует накрывать марлей или любым другим материалом, который бы не позвонил ей распасться на мелкие крупинки.

С угольным фильтром. Очиститель с угольным фильтром своими руками можно сделать, если у вас есть достаточное количество активированного угля. Поместите уголь внутрь контейнера и проделайте в нём небольшие отверстия (можно использовать уголку).

«Вентилятор» следует размещать так, чтобы он выдувал воздух из контейнера, а не вдувал поток в него. Далее, необходимо накрыть контейнер тканью, чтобы «вентилятор» выдувал только тот воздух, который может поступать через небольшие отверстия, где и расположен уголь.

Важно! Для большей эффективности такой очиститель можно приподнять, чтобы ему было легче забирать в себя воздух со дна тары. Уголь никак не влияет на влажность внутри помещения.

Правила использования прибора

1. Прибор не должен слишком шумно работать; громкий шум свидетельствует о трудностях с подачей воздуха (мотор «задыхается» и начинает работать на повышенных оборотах). Также это может свидетельствовать о неудачном крепеже самого вентилятора.
2. Наполнитель для фильтрации необходимо периодично менять; Не забывайте об этом! Самодельный фильтр не сможет самолично напомнить вам об этой процедуре! Рекомендуется поставить уведомление на свой мобильный телефон о дате замены фильтрующего вещества.
3. Старайтесь не оставлять самодельные приборы для очистки воздуха без присмотра. Любой электроприбор (тем более самодельный) требует особой бдительности и внимательности при его эксплуатации и по возможности не должен оставаться без присмотра. Что касается самодельных очистителей для воздуха, — они должны быть под присмотром весь период их работы.

Воздух в городских жилищах далек от совершенства. Пыль, угарный газ, токсические выделения от мебели и пластиковых изделий не устраняются с помощью разового проветривания или влажной уборки. Улучшить атмосферу можно с помощью воздухоочистителя, который легко изготовить в домашних условиях своими руками. Такой очиститель будет эффективно фильтровать попадающий в него воздух, избавляя его от пыли, копоти, неприятного запаха и ряда токсичных веществ.

Как изготовить очиститель с вентилятором

Ненужный вентилятор или кулер от компьютера – это основная комплектующая деталь для изготовления самодельного очистителя. Существует два варианта сборки приборов с использованием вентилятора: для сухих помещений и для помещений с повышенной влажностью.

Важно! Определять уровень увлажненности в доме можно с помощью психрометра. Для домов норма влажности колеблется от 35 до 60%. Если показатель влажности выходит за пределы допустимых значений, необходимо использовать очиститель с дополнительными функциями сушки или увлажнения воздушных масс.

Воздухоочиститель для сухих помещений

Постоянное вдыхание сухого воздуха приводит к сухости слизистых оболочек дыхательных путей. В дальнейшем это снижает возможности организма противостоять бактериям и вирусам, попадающим в организм вместе с воздухом при дыхании. Постоянная заложенность носа – признак проживания человека в слишком сухой среде. Используя прибор для очищения и одновременного увлажнения воздушных масс, можно облегчить протекание ряда хронических заболеваний дыхательных путей, снизить вероятность их обострений.

Чтобы изготовить прибор для сухого жилища, нужны следующие компоненты:

• пластиковый контейнер с крышкой;
• небольшой вентилятор или кулер от компьютера;
• блок питания (обычно используют стандартные устройства на 12 В, 4 А);
• чистая вода.

Вентилятор монтируется в крышку контейнера, для чего необходимо вырезать в ней отверстие соответствующего размера.

Для монтажа основной детали (кулера) используются винты или кусочки проволоки . Но при этом необходимо надежно зафиксировать электроприбор, иначе при падении в воду может случиться короткое замыкание в сети.

Воду нужно наливать так, чтобы нижняя поверхность кулера была на расстоянии 3-4 см от нее. В свободном от жидкости пространстве корпуса изделия необходимо проделать небольшие отверстия по всему периметру.

Совет! Диаметр создаваемых воздухопроводов должен быть около 1 сантиметра. Сделать их можно легко с помощью разогретого паяльника.

Следующим этапом необходимо подключить вентилятор к блоку питания и плотно закрыть крышку. Прибор для очищения и увлажнения готов.

Внутри емкости следует развесить на леске фильтры, например, из микрофибры. Это нужно для лучшего пылеулавливания.

Важно! Воздух, попадая в конструкцию, будет очищаться за счет оседания в воде пыли и других вредных частиц. Повышение влажности происходит путем естественного обогащения воздушных масс молекулами жидкости. При эксплуатации воздухоувлажнителя необходимо поддерживать уровень воды, иначе прибор будет работать неэффективно.

Воздухоочиститель для влажных помещений

Если отметка влажности в жилище превышает 60%, следует снизить ее, чтобы организовать более сухой микроклимат. Влажная среда благоприятствует развитию плесневых грибов , которые в дальнейшем загрязняют воздух выброшенными спорами и провоцируют болезни органов дыхания у жильцов.

Комплектующие для осушителя влажного воздуха берутся те же, что и для изготовления увлажнителя. В этом варианте устройства в корпус вместо водяного фильтра применяется обычная поваренная соль. Также дополнительно необходимо приготовить пористый материал для самодельного фильтрующего элемента. Подойдет марля, бинт или поролон.

Совет! Для работы такого типа устройств не нужно с большой мощностью вентилятора, потому можно использовать блок питания на 5 В. В роли такого источника электроэнергии может выступить обычная зарядка для телефона. Если вентилятор будет работать слишком интенсивно, кристаллики соли начнут биться о стенки контейнера, издавая лишний шум при работе устройства.

В корпусе изделия необходимо вырезать 2 отверстия : для вентилятора и для фильтра. Если есть возможность, лучше вырезать их на противоположных стенках. Отверстие для кулера должно находиться выше. Вентилятор монтируется по той же схеме, что и при изготовлении водного очистителя.

Во втором отверстии нужно с помощью клея или скотча закрепить приготовленный пористый материал. Соль засыпается таким образом, чтобы полностью закрыть отверстие фильтра, но не нужно доводить ее уровень до вентилятора.

При включении поступающий в прибор воздух будет пропускаться через пористый фильтр , оставляя на нем крупные пылинки, и через соль, которая также задержит более мелкие частицы загрязнителей. Используя очиститель с солью, можно получить такой же эффект, как от пребывания на морском побережье.

Важно! При длительном использовании устройства необходимо менять элементы фильтра: соль и пористую ткань. Пропитанная влагой из воздуха, соль становится плотной и плохо пропускает через себя новые порции воздуха.

Как вариант вместо соли можно использовать другой гигроскопический материал – силикагель (двуокись кремния). Это соединение применяется для поддержания сухости новой обуви.

Силикагель намного интенсивнее, чем соль, впитывает влагу и поэтому рекомендован для использования в очень влажных помещениях. Для засыпки в прибор при этом потребуется меньше данного вещества. Также есть окрашенные разновидности двуокиси кремния, которые подойдут в качестве индикатора : сухой материал синего цвета, а увлажненные кристаллы приобретают розовый оттенок.

Положительным моментом является то, что соль и силикагель можно повторно сушить . Сделать это быстро получится в микроволновке либо духовке.

Как сделать воздухоочиститель с угольным фильтром

Очиститель воздуха с угольным фильтром эффективно использовать для освежения квартиры от табачного дыма, от кухонных запахов, от токсических веществ, выделяемых предметами быта. Активированный уголь – идеальный сорбент для молекул газовых фракций. Использование угля в качестве фильтрующего элемента для очистки воздуха позволяет эффективно бороться с загазованностью помещений, запахами гари и прочими вредными газообразными примесями.

Для изготовления воздухоочистителя с угольным фильтром понадобятся:

• 2 пластиковые трубы (хорошо подойдут канализационные) длиной около 1 метра различного диаметра: 200/210 мм и 150/160;
• переходник для вентилятора диаметром 150-200 мм;
• металлическая сеть с мелкими ячейками;
• заглушки 2 штуки с диаметром как у труб;
• хомуты;
• агроволокно;
• активированный уголь (2 кг);
• герметик;
• алюминиевый скотч;
• канальный вентилятор.

Пластиковые трубы необходимо обрезать: наружную до 77 см, внутреннюю – до 75 см. На толстой стороне трубы срезается кантик для установки заглушки.

На поверхности обеих труб нужно вырезать много отверстий, используя для этого коронку, чтобы остались кружки. При этом на внутренней из них диаметр прорезей должен быть 10 мм, а на наружной – 30 мм. Вырезанные кружочки будут в дальнейшем использованы в качестве распорок.

Затем трубу необходимо плотно обтянуть металлической сеткой, скрепив ее края с помощью хомутов. Для дополнительной крепости конструкции сетку надо прошить капроновой ниткой.

Аналогичные работы нужно проделать с внутренней трубой, с той разницей, что ее вначале требуется обмотать сеткой, а потом зашить в агроволокно. Края обеих труб следует окантовать алюминиевым скотчем.

Важно! Внутренняя труба устанавливается строго по центру заглушки и заливается монтажной пеной. Для обеспечения стабильного центрального положения используются полученные ранее пластиковые кружочки.

Для окончательной сборки конструкции внутреннюю трубу вставляют в наружную и засыпают активированный уголь. Им заполняется внутреннее пространство между двумя трубами.

После полного заполнения полости углем фиксируется переходник , который будет также выполнять функцию крышки. Щель между переходником и внутренней трубой обрабатывается силиконовым герметиком. После высыхания герметичного материала можно подсоединить к переходнику канальный вентилятор.

Устанавливать вентилятор следует с таким расчетом, чтоб он втягивал воздух из трубы и выдувал в жилище. Если есть система приточной вентиляции, то можно встроить угольный фильтр в нее. Тогда будет очищаться воздушный поток, поступающий в жилье.

Электростатический прибор для очистки воздуха

Принцип действия< электростатического очистителя на воздушные массы заключается в притягивании положительно заряженных частиц пыли и копоти к отрицательно заряженным пластинам агрегата. Если рассмотреть устройство промышленного электростатического очистителя, можно на основании схемы изготовить подобного рода воздухоочиститель или даже ионизатор своими руками. Базовыми комплектующими для такого агрегата являются следующие детали:

• корпус с отверстиями для движения воздушных масс;
• фильтр, создающий поле высокого напряжения (ионизирующий);
• фильтрующий элемент предварительной очистки;
• пылесборник с отрицательно заряженными электродами;
• блок питания.

Главное преимущество такого прибора – отсутствие необходимости замены электростатического фильтра. Для эффективной работы достаточно периодически промывать его в проточной (желательно теплой) воде.

Самодельный электростатический воздухоочиститель получится использовать как озонатор , если оставлять включенным на длительное время. Он способен устранить из помещений бактерии, плесень со спорами и вирусы. Только в помещении при длительной работе прибора никто не должен находиться.

Важно! Озон в малой концентрации для организма человека не опасен, но если его количество будет постоянно превышать допустимый уровень (0,03 мг/м. куб.), неизбежно возникнут серьезные проблемы со здоровьем.

Невозможность контролировать количество выбрасываемого озона делает небезопасным самостоятельное изготовление электростатического очистителя. Предпочтение стоит отдавать магазинным устройствам от надежных производителей.

Применение в помещениях очистителей воздуха оказывает положительное влияние на здоровье, настроение и качество жизни людей. Доступные для изготовления своими руками и простые в эксплуатации, эти приборы – настоящая находка для поддержания чистоты атмосферы помещений в современных неидеальных экологических условиях.

Экология потребления. Наука и техника: В какой-то момент времени во мне воспылал энтузиазм к постройке бытового электростатического очистителя воздуха (электрофильтра). Предлагаю познакомиться с принципами работы этих устройств.

В какой-то момент времени во мне воспылал энтузиазм к постройке бытового электростатического очистителя воздуха (электрофильтра). Предлагаю познакомиться с принципами работы этих устройств.

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.

На фото коронный разряд, используемый в электростатических очистителях воздуха

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 .

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 . Значение напряженности в пространстве между пластинами для этой электродной системы можно вычислить из простого уравнения :

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

Оборудование для экспериментов

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).

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

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 :

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 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 :

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 , а электрод, вблизи которого он образуется – коронирующим электродом .

В межэлектродном промежутке с коронным разрядом выделяется две зоны : 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 .

В атмосферном воздухе в зависимости от условий положительный коронный разряд может принимать одну из форм : 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).

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:

• 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 . Данная форма разряда менее эффективна для электрической очистки воздуха в сравнении с отрицательным коронным разрядом (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 – 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 . Важно отметить, что при интенсивном коронном разряде скорость диффузионной зарядки значительно ниже ударной .

Процессы зарядки

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 . 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 (напряженность электрического поля, концентрация и подвижность ионов)

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

Дрейф и осаждение частиц

В межэлектродном пространстве коронирующей электродной системы присутствует электрическое поле, поэтому на частицу, получившую какой-либо заряд, сразу начинает действовать 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 :

Из-за движения частицы в среде возникает сила сопротивления Fс, зависящая от размеров и формы частицы, скорости ее движения, а также вязкости среды, поэтому нарастание скорости дрейфа ограничивается. Известно : 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 :

• 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 , 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 (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 ; 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 (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 , имеющую заряд того же знака, что негативно отражается на процессе осаждения;
• электрический ветер (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 ) 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 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 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 (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 (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 . Пробойная прочность межэлектродного промежутка осадительной зоны выше 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 ; 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.

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.

   Воздух городов далек от совершенства. И не стоит думать, что в безопасности находятся те, кто установил в свой коттедж систему воздушного обогрева, совмещенную с вентиляцией.

   Там имеется лишь пара грубых фильтров, а также примитивный увлажнитель воздуха, но мы сегодня собрались поговорить о более мощных приборах, которые способны удалить из комнат даже микробы.

   Если в семье кто-то болеет, или в санузле стоит неприятный запах, это можно попробовать исправить. Вряд ли получится изготовить очиститель воздуха своими руками с нуля, но купить подходящий в магазине уж точно можно.

   Мы заранее извиняемся за то, что будем рассказывать про самые разные устройства из класса бытового оборудования. Дело в том, что многими из них попутно проводится очищение воздуха.

   Смотрите по тому, что именно должно вкладываться в это понятие. Смотрите и выбирайте. Быть может, на очиститель воздуха денег будет жалко, тогда возьмите прибор с комбинированными функциями. Начнем с увлажнителя весьма оригинального типа.

   Имеется два вида пылесосов, которые могут служить в качестве очистителя воздуха:

   1. Пылесосы с аквафильтром.
   2. Моющие пылесосы.

   По сути принцип их действия схож. И, наверное, не сложно догадаться, как эти устройства превращаются в очиститель воздуха. Мы уже выше описали принцип действия увлажнителя с холодным испарением. Пылесосы не сильно отличаются, суть в том же. Воздух засасывается, проходит через воду в том или ином виде, а потом выбрасывается наружу через минимум два фильтра. Можно сказать, что он выйдет более чистым, чем из увлажнителя и будет содержать не меньше паров воды.

   

   Принцип действия очистителя воздуха импровизированного типа достаточно прост. На входе в корпус пылесоса имеется несколько форсунок, разместившихся вкруг канала. Каждая выбрасывает струю воды, омывающую влетающий поток. В обычном режиме предполагается, что там много грязи и соринок, но если применять пылесос в качестве очистителя воздуха, то инородных включений будет намного меньше.

   Очиститель воздуха сделать своими руками можно из любого пылесоса с аквафильтром. Для этого заполните бак водой. Включите прибор и оставьте его на полчасика с щеткой, висящей в воздухе. Так пылесос для уборки квартиры превращается в гибридную бытовую технику - очиститель воздуха + увлажнитель. Недостатков у данного пути решения проблемы два:

   1. Пылесосы очень шумные. Обычный очиститель воздуха работает с громкостью 53 дБ (на максимальной мощности), тогда как пылесос перекрывает, и значительно, данную цифру.
   2. Потребляемая мощность оставит желать лучшего, поскольку пылесос напрямую не предназначен для того, чтобы им велась очистка воздуха.

   При этом качество очистки будет несомненно лучше, чем в случае с увлажнителем, описанным выше. Дело в том, что на многих пылесосах устанавливаются HEPA фильтры на выходе. Это обеспечивает избавление потока от частиц порядка нескольких микрон в количестве свыше 99%. Однако специализированные очистители воздуха работают тихо, потребляет энергии мало и способны освободить комнату даже от болезнетворных бактерий.

   

   Тот, кто считает, что специализированные очистители воздуха мало чем отличаются от кухонной вытяжки особого типа (у которой нет воздуховода), тот сильно ошибается. Разница в назначении. Кухонная вытяжка призвана фильтровать жиры и запахи, а также сажу. До пыли и болезнетворных бактерий ей нет дела, хотя крупные частицы, безусловно, останутся внутри.

   Поэтому возьмите на заметку: примитивным очистителем воздуха может служить кухонная вытяжка. Но только те модели, которые работают по принципу рециркуляции (то есть выбрасывают воздух обратно на кухню). Мы уже упомянули, что такие приборы избавляют от копоти, жиров и запаха.

   Что именно будет оседать внутри, зависит от типа установленного фильтра. Устройство очистителя воздуха из кухонной вытяжки возможно, но не будет обладать большой эффективностью.

   Мы привели уже достаточно много доводов, которые должны дать понять, что для выполнения процедуры необходим специализированный прибор. И он существует. Больше всего очиститель воздуха напоминает воздуходувку. Но нагрева проходящего потока не происходит, разве что самую малость.

   На противоположных боковинах корпуса имеется два набора щелей, входные и выходные. Находящийся внутри вентилятор активно выбрасывает воздух наружу, поэтому с противолежащей стороны поток заходит внутрь.

   Очисткой занимаются фильтры, и обычно имеется несколько модификаций. Первая ступень достаточно груба, задерживает пыль, пыльцу, волосы, шерсть животных. Периодически необходимо этот элемент менять, и отдельного внимания он не заслуживает. Гораздо интереснее то, что располагается дальше вглубь очистителя воздуха.

   Многие рекламные ролики описывают это общими словами. Наподобие, увлажняющий и дезодорирующий фильтры. Первый занимается насыщением воздуха парами воды, второй очищает поток от запахов. Далее идет еще одна ступень, которая активно борется с бактериями.

   Такой очиститель воздуха может включать в свой состав экстракт зеленого чая, гипоаллергенные и бактерицидные компоненты. Считается, что внутри остаются не только частицы крупнее 0,1 мкм, но и болезнетворные бактерии.

   Для производства несложного устройства очистки с угольным фильтром нужно будет запастись:

   • миниатюрным вентилятором, работающим при напряжении 12 В;
   • батарейкой Крона и клеммой для нее;
   • коробочкой из пластика, размер которой позволит установить внутри нее вентилятор;
   • угольным фильтром.

   

   Коробка будет служить корпусом. Вентилятор необходим для циркуляции очищаемой воздушной массы, батарейка потребуется для питания кулера. Значит, на корпусе нужно сделать отверстия для подсоединения батарейки и для обеспечения свободной подачи на угольный фильтр воздуха, поток которого будет стимулировать вентилятор.

   • Маркером на пластиковой коробке разметим линии будущих пропилов для поступления и для отвода очищенного воздуха на крышке и дне, для подключения питающего элемента в центре нижней грани.

   

   • Аккуратно пропиливаем отверстия по намеченным линиям.
   • Батарейка к вентилятору будет присоединена с помощью клеммы. Повысить надежность контакта лучше припоем.

   

   • Клемму к вентилятору надо приклеить, после чего проверить работоспособность созданного «узла».

   

   
   

   Вот и готов самодельный очиститель воздуха, на сборку которого ушло минимум времени, не было затрачено особых средств и сил.

   Как сделать очиститель с увлажнителем

   

   Принцип сооружения аналогичен. Только потребуется более объемный контейнер, в котором отверстие нужно будет сделать лишь под вентилятор и под источник питания. Пропилить надо еще и отверстия под болты, с помощью которых вентилятор нужно зафиксировать в зоне верхней плоскости самодельного устройства.

   Нижняя часть очистителя будет заполняться водой. Вместо батарейки можно использовать 12-вольтовый блок питания, что позволит подключить устройство к стационарной сети. Если воду в очищающем приборе обогатить морской солью, воздух в комнате будет еще и ионизироваться, насыщаться полезными молекулами.

   Ориентируясь на уже внедренные в производство технические разработки, вполне можно сделать любое устройство собственноручно. Супер сложного в самодельных приборах для очистки воздуха ничего нет. Все основано на грамотном применении законов физики, на усердии, трудолюбии и умении пользоваться инструментами.

   При недостаточной влажности воздуха в помещении у людей ухудшается самочувствие. В подобных условиях пересыхает в горле и высушивается кожный покров. Начинает появляться кашель и симптомы насморка от пересыхания носоглотки и легких, слезятся и воспаляются глаза. Все это защитная реакция организма на сухость и пыль, которая присутствует в большом количестве при недостаточном уровне влаги.

   Городская пыль содержит множество вредных микроорганизмов, поэтому для сохранения здоровья надо принимать меры по их ликвидации и обеспечению достаточного уровня влажности. Сухой воздух также негативно воздействует на домашних животных, комнатные растения, деревянные конструкции и мебель. Он вреден и для музыкальных инструментов: при пересыхании деревянных составляющих они могут выйти из строя.

   Зимний сезон знаменуется стартом периода включения отопительных систем. В это время года холодный воздух квартиры, обогреваясь до определенной температуры, теряет влажность до критического уровня.

   Норма относительной влажности для жилых помещений определена в границах от 40 до 60%. Необходимо придерживаться этих пределов в любое время года, чтобы сохранить здоровье. Особенно это важно, если в доме живут дети: у них еще не полностью сформировалась иммунная система, поэтому загрязненный сухой воздух может стать причиной серьезных заболеваний.

   В квартирах с пересушенным воздухом нужно регулярно испарять определенный объем воды. Оптимальным способом для этого может стать применение специальных приборов - мойки воздушного пространства или увлажнителя. Если таких устройств не имеется под рукой, то увлажнять дом можно другими методами.

   Увлажнение воздуха народными способами

   Чем же полезен увлажнитель воздуха? Он обеспечивает оптимальный уровень влаги в помещении. Тем не менее, это можно сделать и другими методами, перечисленными ниже. Выберите один или два удобных способа. Не рекомендуется применять все сразу, потому что так вы рискуете сделать помещение сырым.

   • При возможности не закрывайте дверь в ванную , в особенности после водных процедур. Если дверь в ванную комнату закрывается только при купании, то после этого влага поступает в помещения квартиры, повышая уровень влажности. Если вы часто принимаете ванну, то после процедуры не спешите спускать горячую воду. Пусть она недолго останется: охлаждаясь, вода в ванне испаряется и также увлажняет атмосферу.
   • Просушивайте постиранные вещи и полотенца в помещении . Это также простейший вариант, не нуждающийся в применении каких-либо дополнительных средств. Сушите вещи и полотенца рядом (а если этого допускает инструкция по эксплуатации, то на них) с отопительными приборами или системами: они просохнут быстрее и и при этом выделят большое количество влаги. При этом будьте внимательны: на вещах не должны остаться следы от чистящих средств. В противном случае вы рискуете надышаться вредными испарениями.
   • Выпаривайте воду . Любую емкость, пригодную для кипячения, поместите на плиту. Для этого необходимо прокипятить воду и поместить емкость на стол или подоконник, чтобы пары наполнили помещение. Есть и другой способ: кипятим воду и, убавив до минимума огонь, оставляем емкость на плите для продолжительного выпаривания. Это можно делать каждый раз, когда вы занимаетесь приготовлением пищи, чтобы воздух на кухне не пересушивался. Также рекомендуется растворять в воде немного капель масла эвкалипта или чайного дерева. Их аромат успокаивает, а пары этих масел уничтожают различные микроорганизмы и предотвращают распространение вирусных инфекций, а приятный аромат поднимает настроение и успокаивает. Помимо этого, воду можно ароматизировать палочками корицы и другими душистыми травы или специями. К слову, многих интересует, можно ли в увлажнитель воздушного пространства добавлять эфирные масла. Это допустимо, но после испарения рекомендуется тщательно промыть устройство.
   • Поместите тары с водой во всех комнатах . Для этого любую емкость наполняем водой. Можно ее красиво оформить, чтобы органичнее смотрелась в интерьере, и оставить около обогревателей. Вода из тары постепенно испаряется и увлажняет помещение. Необходимо регулярно менять воду и промывать тары, чтобы в них не скапливались вредные загрязнения.
   • Выращивайте домашние растения . Комнатные растения заметно улучшают микроклимат квартиры. Они прекрасно увлажняют, ионизируют, очищают и дезинфицируют атмосферу в помещении. Наибольшее количество влаги выделяют нефролепис (домашний папоротник), фатсия, циперус, спармания (комнатная липа), фикус, драцена, гибискус.

   При недостаточной влажности у людей ухудшается самочувствие: пересыхает в горле и высушивается кожный покров, появляется кашель и симптомы насморка.

   • Купите аквариум или соорудите небольшой фонтан . Эти декоративные составляющие помещений тоже выделяют достаточное количество влаги для увлажнения помещений. Помимо того, аквариум и работающий фонтанчик успокаивают нервную систему и создают положительную атмосферу.
   • Регулярно проветривайте помещения и производите их влажную уборку . Нужно по 2–3 раза в день проветривать квартиру даже в зимний период. Так можно поддержать оптимальную степень влажности в помещениях. О влажной уборке квартиры говорить излишне – это необходимая процедура.

   Изготовление мойки своими руками

   Если нет желания пользоваться вышеперечисленными способами, то можно изготовить элементарный увлажнитель и мойку воздуха из полиэтиленовой емкости и вентилятора.

   Магазины бытовых приборов предлагают большой ассортимент моек воздуха. Однако стоимость данных приборов довольно высокая. Подключаемые к розетке увлажнители воздушного пространства можно сделать в дома, не затрачивая больших денежных средств.

   Материалы

   Из полиэтиленовой тары на 5-6 литров изготавливается простейший увлажнитель. Необходимо подготовить следующие детали:

   • вентилятор от компьютера;
   • зарядка телефона (при малых оборотах кулера достаньте блок питания на 12 В );
   • канцелярский нож;
   • фломастер;
   • поглощающие влагу салфетки из микрофибры.

   Устройство из ПЭТ-емкости и вентилятора

   При наличии всех деталей приступаем к монтажу прибора:

   • На боковине тары фломастером отмечаем места монтажа кулера.

   

   • С помощью канцелярского ножа делаем выемку для вентилятора.
   • Также делаем метки для прорезей под увлажненный воздух и отверстия для салфеток, вводимых в выемки поперек тары.

   

   • Паяльником по меткам выжигаем выходы для влажного воздуха и отверстия для салфеток. Производить данные действия лучше вне помещений, потому что при нагревании или выгорании ПЭТ отделяются токсичные пары.

   

   • Вентилятор прикрепляем проволокой с крюком (петлей) внизу. Проволока прокладывается в выемки в нижней части, пропускается через крепежные элементы вентилятора и сгибается. Затем проволокой прикрепляется кулер. К нему присоединяется блок питания.

   

   • На боковых поверхностях салфеток делаются маленькие прорези для вентиляции между ними.

   

   • Наливаем воду до середины тары и помещаем в нее салфетки.

   

   Уровень воды в таре следует поддерживать и при необходимости добавлять жидкость. Надо каждый день менять воду, а также промывать тару и салфетки водой из-под крана.

   Можно изготовить прибор и без салфеток. Однако при их использовании повышается объем выпаренной влаги. Помимо этого, пыль осядет на вставках: таким образом увлажнитель будет также выполнять очищающую функцию. Для более тщательной очистки воздушного пространства следует завернуть в салфетки угольный фильтр, который можете приобрести в магазинах бытовых приборов.

   Используя аналогичный алгоритм, можно изготовить более красивый прибор, применяя пластиковую емкость на 10 литров . При этом:

   • отверстия для увлажненного воздуха делаются по боковинам емкости ,
   • а салфетки продеваются сквозь металлические или пластиковые направляющие (проволоку или спицу) или протянутую леску.
   • Чтобы уменьшить шум от вентилятора , можно под него подстелить пористую губку или подобрать кулер с подшипниками.

   При использовании данного прибора надо постоянно дезинфицировать воду , не допуская размножения разных микроорганизмов. Также с этой целью можно растворять в ней немного кристалликов перманганата калия. Для этого достаточен раствор с небольшим розоватым оттенком.

   Устройство из компакт-дисков

   Для оптимального увлажнения и очищения можно также посоветовать увлажнитель, изготовленный своими руками из компакт-дисков. Чем больше дисков, тем шире поверхность по испарению жидкости. При этом прибор выполняет функцию водяного очистителя. Значительный процент пыли оседает на дисках и смывается в поддон, заполненный водой.

   В увлажнитель можно добавлять эфирные масла, но после испарения рекомендуется тщательно промыть устройство.

   Набор компакт-дисков должен составить от 50 до 80 штук . Все зависит от того, какую тару для воды вы предусмотрели. Заранее надо выбрать ось, на которую должны монтироваться диски: она может быть изготовлена из пластика или металла. Можно обойтись самым простым вариантом - приобрести на рынке шпильку с резьбой диаметром 10 мм . Необходимо также иметь запас шайб (их можно изготовить из пластмассы), 2 подшипника и гайки .

   При наличии всех материалов можно приступать непосредственно к монтажу прибора.

   • Применяя шлифовальный круг, насадку с абразивом на дрели или просто наждачную бумагу удаляем верхний (переливающийся) слой дисков , чтобы их поверхность стала пористой и хорошо смачивалась водой.
   • Проденьте диски на шпильку , закладывая между ними шайбы.

   

   • Зафиксируйте их по концам оси гайками . При применении пластиковой трубки диски фиксируются пластиковой шайбой и клеящим пистолетом.
   • Ось на краях оснастите подшипниками и зафиксируйте их гайками .
   • С одного конца оси устанавливаем шкив . Его можно изготовить из трех сборных дисков. Боковые диски по диаметру должен быть на 2-3 мм больше срединного.
   • На этот шкив продевается пассик из тонкой резинки.
   • Перед окончательной сборкой оси с дисками нужно выбрать тару , на которой будет закреплена данная ось. Ее длина должна превосходить размеры тары, чтобы подшипники остались за границами емкости и покоились на вмонтированных боковых угольниках.

   

   Надо точно определить место на оси, где будет фиксироваться шкив. Он должен располагаться напротив шкива моторчика, чтобы пассик не сползал со шкивов.

   Для импровизированной мойки можно использовать пластиковую емкость, оснащенную вентилятором от компьютера. Чтобы иметь возможность изменять скорость оборотов вентилятора, можно использовать блок питания телевизионной антенны с регулятором напряжения.

   Правила эксплуатации увлажнителей

   Увлажнитель нужно наполнять дистиллированной водой или же водой из-под крана , предварительно очищенную посредством водяного фильтра для исключения скопления солей. Если вы используете прибор без сменных фильтров, то их нужно регулярно промывать . Если фильтры сменные, то их надо вовремя менять .

   Применяя увлажнитель, надо исключить риск возникновения легионеллеза.

   Применяя увлажнитель (кроме приборов, где пар выделяется при кипении воды), надо исключить риск возникновения легионеллеза . Это острая вирусная инфекция, которая по своим проявлениям совпадает с гриппом или ОРЗ. Она вызывает тяжелое поражение лёгких – пневмонию. Иногда ее называют “болезнью легионеров”. Эта пневмония быстро перетекает в сложную злокачественную форму. Инфекция возбуждается бактерией Legionella, которая развивается в теплом и влажном месте. Заболевание возникает:

   • когда люди дышат воздухом от забитого кондиционера (от централизованных систем с воздухопроводами, в которых накапливается влага);
   • при вдыхании влаги общественных душевых;
   • когда люди живут или работают в помещении, где применяются увлажнители, которые не очищают, забывают менять в них воду и не дезинфицируют;
   • при вдыхании паров воды из неочищенного фонтана и так далее.

   Следовательно, воду в приборе необходимо менять ежедневно, а тару мыть под краном. Помимо этого пару раз в неделю тару надо дезинфицировать соответствующими средствами. После дезинфекции необходимо дополнительно вымыть емкость, чтобы не надышаться парами дезинфицирующих средств при работе прибора.

   Стоимость

   Купить мойку воздуха недорого можно почти в любом магазине техники. Цена самых дешевых вариантов составляет примерно 1500 рублей . Также можно найти в гипермаркетах или заказать в интернет-магазинах маленькие usb приборы, которые также отличаются небольшой стоимостью (от 1000 рублей ).

   Цена более продвинутых моделей достигает 17000 рублей . При самостоятельном изготовлении цена всех материалов составит около 600-1000 рублей .

   Вывод

   Нужно помнить, что чрезмерная влажность помещения (более 70% ) таит в себе опасность для здоровья. От переувлажнения возникает плесень и проявляются признаки аллергии. Всем знакома неприятная атмосфера сырости. Поэтому не следует перебарщивать с увлажнением помещения: сохраняйте баланс.

   В данном видео подробно показан весь процесс изготовления мойки воздушного пространства своими руками: