引言近年来，人们对空气品质的关注度日益提升。由于近地面臭氧浓度升高、室内电器的使用不断增加，臭氧对室内人员的有害影响逐步显现。静电型空气净化器工作时通过对空气进行电离，使颗粒物带电，荷电粒子向收尘极移动从而达到颗粒物清除的效果。由于在净化过程中使用高压电，因此在运行过程中产生较多的臭氧及氮氧化物。本研究针对静电型空气净化器臭氧发生的定量和定性等热点问题，采用试验的方式，分别以空气净化器类型、风量、温度以及湿度为自变量，使静电型空气净化器在30 m3标准试验舱内、在不同工况下运行测试，得到臭氧释放量的变化情况。根据试验结果，提出相应的运行策略建议，降低臭氧的发生。1静电型空气净化器臭氧释放量的研究1.1臭氧释放量测试系统及测试过程为测量空气净化器不同类型、风量、温度和湿度条件下所产生的臭氧量，以及后续的浓度变化趋势与二次污染情况，采用小型环境舱作为试验平台，该平台参考《空气净化器》（GB/T 18801—2015）规定的30 m3标准试验舱规格，分别设置控制系统与采集系统，在舱外进行温度和湿度等参数的设置与控制，可以实时采集舱内空气不同污染物，并对舱内各参数进行控制。空气净化试验舱结构示意如图1所示，空气净化试验舱参数如表1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.02.014.F001图1试验舱结构示意10.3969/j.issn.1004-7948.2022.02.014.T001表1空气净化试验舱参数部件规格参数试验舱尺寸/m3.5×3.4×2.5框架不锈钢壁304不锈钢板地板304不锈钢板顶板304不锈钢板密封材料硅胶搅拌风扇直径1.0 m，三叶循环风扇/（m3/h）500气密性/（次/h）换气次数0.047混合度/%87.7330 m3空气净化试验舱原理如图2所示。试验舱位于实验室内，实验室通过温湿分控空调系统调节室温，使试验舱所处环境相对稳定，避免舱外环境对舱内热湿环境的不利影响。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.02.014.F002图230 m3空气净化试验舱原理试验舱内部由温湿度控制系统组成，温湿度控制系统由电加热器和加湿器组成。内部传感器对温湿度实时监测，舱内温度可在15~35 ℃、湿度可在20%~80%的范围内分别进行调节。1.2试验设备（1）臭氧检测仪。采用臭氧检测仪（OZA-T15）对试验舱内的臭氧进行检测，本试验采用臭氧检测仪的主要参数，如表2所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.02.014.T002表2臭氧检测仪参数参数名称规格参数测量范围/×10-60~600测量分辨率/×10-91测量精度/×10-9±5测量时间/s10环境温度/℃10~40环境湿度/%10~90（2）静电型空气净化器。本研究采取3种不同结构的静电型空气净化器，分别为板式、板式加装滤网以及蜂巢式静电型空气净化器。3台净化器工作电压为220 V，额定电流1.32 A，额定功率为0.3 kW，均通过国家标准检验。各净化器主要参数如表3所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.02.014.T003表3静电型净化器主要参数净化器参数集尘器类型滤网类型额定风量/（m³/h）风量调节/档净化器A板式活性炭滤网4003净化器B板式无5433净化器C蜂巢式无54331.3臭氧释放量测试将静电型空气净化器布置在房间中央，臭氧监测点选择在出风口侧，距离出风口0.5 m，距离地面1.5 m，距离北侧舱壁面0.6m处。安插好仪器后，通过舱内通风系统工作将试验舱内空气净化，换气次数0.047 次/h。舱内臭氧经由活性炭过滤器处理至检测仪器最低限值以下，净化后设置不同工况下试验舱的环境温度、湿度和净化器净化风量，为测定臭氧浓度情况，停止通风系统运行，通过循环风扇在试验过程中，持续运行保证舱内臭氧均匀，臭氧检测仪每分钟记录12次，取平均值作为此刻的浓度数据。2静电型空气净化器臭氧释放量通过在空气净化舱中对3种不同结构的静电型空气净化器的臭氧释放速率进行测试，研究净化器运行风量、室内温度、湿度等因素对静电型空气净化器臭氧释放的影响。2.1不同类型空气净化器的臭氧释放量保证试验舱内环境温度为23 ℃、湿度为40%，空气净化器处于额定电压下，净化器A、净化器B、净化器C在400 m³/h的风量下持续运行40 min，从送风口处的臭氧监测点产生的臭氧浓度情况如图3所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.02.014.F003图3不同类型净化器释放臭氧浓度情况额定电压下，净化器运行前5 min内，不同类型的静电型空气净化器相同风量下均处于快速产生臭氧的阶段，5 min后臭氧浓度迟缓增加；在第15 min以后，臭氧浓度逐渐趋于定值；在运行后期，最终浓度达到约120 μg/m3。试验结束后，净化器A使室内产生的臭氧浓度最低为118.4 μg/m3，净化器B达到119.9 μg/m3，净化器C产生的臭氧浓度最高，达到133.1 μg/m3。通过线性拟合20 min后臭氧浓度的变化情况，得到不同空气净化器的臭氧释放速率，3种不同结构的静电型空气净化器分别为0.91 mg/h、3.03 mg/h和4.10 mg/h。空气净化器A、净化器B均为相同结构设备，净化器A额外增加了活性炭滤网，对比试验结果可以看出活性炭的吸附效果对于空气净化器臭氧产生的影响。空气净化器A在额定风量下运行时，运行前5 min相较于其他净化器在初始时刻臭氧释放速率较快；运行5 min后，臭氧增加趋势减缓；30 min后，舱内臭氧浓度低于净化器B、净化器C运行时的臭氧浓度，可以看出活性炭滤网能够有效抑制臭氧的释放，对于臭氧有吸附及分解作用。2.2空气净化器不同风量的臭氧释放量将背景环境温度设置为23 ℃、湿度为40%，额定电压下，空气净化器B在不同风量下持续运行40 min，从送风口处的臭氧监测点产生的臭氧浓度情况如图4所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.02.014.F004图4不同风量下空气净化器B释放臭氧浓度情况额定电压下，保持背景温度和湿度不变，3种运行风量下空气净化器B臭氧释放增长趋势相同，第20 min至第40 min的增长趋势趋于线性增长。通过拟合发现，当风量分别为50%、75%、100%时，得到空气净化器B的臭氧释放速率分别为2.121 mg/h、3.026 mg/h、3.427 mg/h。在第40 min时，不同风量下臭氧的最终浓度分别是110.52 μg/m3、119.85 μg/m3、130.25 μg/m3。可以得到空气净化器运行风量对臭氧释放存在影响，随着运行风量增大，臭氧释放量增加、释放速率也增加，但影响效果相对较小。2.3空气净化器不同温度下的臭氧释放量舱内空气湿度保持在40%，风量为额定风量的75%，额定电压下，空气净化器B分别在不同的环境温度下运行，从送风口处的臭氧监测点产生的臭氧浓度情况如图5所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.02.014.F005图5不同温度下空气净化器释放臭氧浓度情况额定电压下，保持试验舱内湿度、运行风量不变，空气净化器在不同温度下运行时，臭氧释放速率差别较大。温度高的工况臭氧浓度明显高，运行20 min至40 min时，增长趋于线性。拟合发现，当运行温度分别为18 ℃、23 ℃、28 ℃时，臭氧释放速率分别达到1.62 mg/h、3.03 mg/h、2.78 mg/h。运行结束后，3种运行温度下舱内臭氧浓度分别达到97.98 μg/m3、119.85 μg/m3、133.79 μg/m3。初始阶段，温度的升高可以促进静电型空气净化器的臭氧释放；在后期高温状态下，可以促进臭氧的分解，臭氧释放速率略有降低。2.4空气净化器不同湿度下的臭氧释放量额定电压下，舱内空气温度保持在23 ℃，风量为额定风量的75%，空气净化器B分别在不同的环境湿度下运行，从送风口处的臭氧监测点产生的臭氧浓度情况如图6所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.02.014.F006图6不同湿度下空气净化器释放臭氧浓度情况额定电压下，背景温度、空气净化器运行风量不变，相对湿度的增大对净化器产生臭氧的情况影响相对明显。经过线性拟合，在第20 min至第40 min时，当环境湿度分别为25%、40%、55%和70%时，臭氧释放速率分别为1.652 mg/h、3.026 mg/h、4.024 mg/h、6.615 mg/h。在第40 min时，试验舱内臭氧最终浓度分别为95.41 μg/m3、119.85 μg/m3、147.51 μg/m3、217.40 μg/m3。相对湿度越高，臭氧的释放速率越大，舱内的臭氧浓度越高，而且相对湿度在40%以上时，湿度增加相同增量时，对臭氧的释放增量越大，差异越明显。3结语通过对静电型空气净化器在不同种类、不同运行条件下进行臭氧释放量测试，静电型空气净化器所产生的臭氧在室内扩散情况进行数值模拟，得出结论：（1）静电型空气净化器在温度为15~30 ℃、相对湿度为25%~70%范围内，臭氧的释放速率为0.909~6.615 mg/h。臭氧释放量受净化器种类的影响，加装活性炭滤网可以有效降低臭氧释放速率。（2）净化器运行状态和环境因素影响臭氧的发散。运行风量增加，臭氧释放量增加。运行温度对臭氧释放有两方面影响，初期环境温度越高，臭氧释放速率越快，后期高温抑制臭氧的浓度增加，有利于臭氧的分解。环境的相对湿度变化对臭氧释放量有显著影响，且成正比例关系。为抑制臭氧的发生，应该尽量让净化器在相对较低的温度、湿度和风量下运行，同时在净化器送风口处可以加装活性炭滤网。（3）静电型空气净化器连续运行2 h后，室内的平均臭氧浓度均在100 μg/m3以上，但未超过空气质量标准160 μg/m3。通过室外空气渗透以及室内各表面的分解作用，臭氧浓度在第55 min达到稳定。净化器在室内不同位置对室内臭氧平均浓度及分布情况产生影响，产生的臭氧聚集在送风口0.7 m处，放置在房间中央位置有利于臭氧的扩散和分解，室内臭氧平均浓度相对较低。使用静电型空气净化器应使工作区远离送风口0.7 m以上，避免较高浓度臭氧对人体产生不利的影响。