DIYer： 葉子疏

制作時間：1小時

制作難度： ★★☆☆☆

本項目僅根據(jù)原理制作，實際效果未經(jīng)實測，僅供參考

最近，我國東部大面積地區(qū)空氣質(zhì)量連日爆表，云遮霧罩，幾百米之外不見人影。唯一的好消息，大約是一些天文愛好者省去了巴德膜的麻煩，直接用肉眼和相機觀測到了太陽黑子，效果居然還不錯。

北京市冬春季節(jié)灰霾污染以由化石燃料燃燒、機動車尾氣等排放到大氣中的 SO2 、NOx 、NH3 等污染二次轉(zhuǎn)化為特征 。通俗的說，就是燃煤取暖和大車小車的滾滾煙塵，加上無風天氣造就了如今的局面。面對三番五次來襲的灰霾和鋪天蓋地的粉塵，除了設法減少污染減輕環(huán)境負擔之外，做好個人防護也是很有必要的。

1 空氣凈化原理

空氣中的污染物包括污染氣體和懸浮物，包括細菌、病毒、灰塵、花粉、霉菌孢子，還有臭氣、有毒化學品和有毒氣體。常用的空氣凈化器有多種凈化原理，針對各種污染物的效果各有不同。對于PM2.5問題，最為關注的是細顆粒物，因此在選擇時也會針對這點考慮。

目前空氣凈化器中最熱門的方式是用HEPA濾網(wǎng)(高效微粒空氣過濾器)進行物理過濾，標準的HEPA過濾器由化學纖維或玻璃纖維制成，通過細微纖維的絮狀結(jié)構(gòu)攔截經(jīng)過濾網(wǎng)的空氣中所含有的微小塵埃。常用的規(guī)格能夠吸納99.7%大小為0.3微米的懸浮微粒，對化學煙霧、細菌、塵埃微粒及花粉都有良好的過濾效果，但是無法濾除有害氣體。

HEPA濾網(wǎng)之外，還有孔徑大的過濾網(wǎng)可以選用。它們不能濾除細微顆粒，但是能很好的去除大顆粒的植物纖維，種子，灰塵，霉菌，動物毛發(fā)，一方面去除多數(shù)過敏原，另外能有效保護后級的高效過濾器。有些市面出售的濾網(wǎng)可以直接裝在空調(diào)的進氣口或是風扇背后提供一定的凈化作用，性價比很高。

物理過濾之外較為流行的還有靜電集塵方式，相對于HEPA效率略差，并且設計不當時容易產(chǎn)生粉塵二次污染和副產(chǎn)物臭氧。但是處理規(guī)模越大時靜電集塵不需更換濾網(wǎng)的成本優(yōu)勢就越明顯，因此多用于工業(yè)排放廢氣的除塵，不太適合DIY。

其他的凈化方式里，物理吸附方式代表是活性炭和CPZ濾網(wǎng)。對于除臭及吸收有害氣體都有相當?shù)男Ч３粞?，負離子和紫外線能殺菌，分解有害氣體，但均對顆粒物無效。這里特別需要指出的是，空氣清新劑，精油，熏香等物能夠遮蓋空氣中的氣味增加香氛，但并不能實際去除污染物，只有心理安慰的作用。

2 凈化器設計

感謝達人弓志強在去年的萬有青年燴分享自己DIY空氣凈化器的經(jīng)歷。

基于以上的原理，針對細顆粒物最為方便DIY的方案應該是采取HEPA濾網(wǎng)+預過濾網(wǎng)+風扇的方案，既有相當好的凈化效果，又沒有高電壓部件而便于DIY，安全性也更佳。如果要兼顧去除異味，可以增加一道活性炭濾網(wǎng)。

該設計包括以下幾個部分：

風扇

理論上說由于濾網(wǎng)的存在風速降低，渦輪風扇的效率更高，但是DIY的話軸流風扇更為常見，一般10cm左右的機箱風扇可以做一個袖珍的桌面式凈化器，大型凈化器可以考慮多個風扇并聯(lián)或是更大尺寸的。從風扇的出風效率出發(fā)，濾網(wǎng)應該放置在風扇的進風口。

HEPA濾網(wǎng)

濾網(wǎng)越大(當然風扇也要跟上)，凈化的效果越好。淘寶上的散裝2.5cm厚HEPA濾網(wǎng)單價15元/平方分米，可以按需要指定尺寸和形狀零買。濾網(wǎng)是凈化器的消耗品，攔下的顆粒物全部堆積在里面，變黑了就必須更換了。

預過濾網(wǎng)

略厚的纖維氈，單價2元/平方分米。使用時預過濾網(wǎng)應放在HEPA濾網(wǎng)上風端。

活性炭過濾網(wǎng)(可選)

備好了以上部件，只要準備氣密性好的外殼將它們組裝起來就行。

組裝順序：進風口-預過濾網(wǎng)-(活性炭濾網(wǎng))-HEPA濾網(wǎng)-風扇-出風口。 如果風扇不夠

3 制作過程

買到的三種濾網(wǎng)和風扇：

AVC機箱風扇(左上)12V/0.41A

粗濾棉(右下) G4 效率 對粒徑≥5.0μm,過濾效率90>E≥70%

粗濾網(wǎng)(左下) F8 效率 對粒徑≥0.5μm,過濾效率90>E≥75%

HEPA濾網(wǎng)(右上) H11 效率 對粒徑≥0.5μm,過濾效率99.9>E≥99%

在鋁板上裁出一塊“口”形鋁片，粘在風扇進風口，增加粘結(jié)面積;

把三種濾網(wǎng)裁剪成大小合適的方形，邊緣部分粘上細雙面膠，按照 粗濾棉-粗濾網(wǎng)-HEPA濾網(wǎng)的順序粘緊; 如果風扇不夠給力，為了減小風阻可以去掉中間的粗濾網(wǎng)。

用3M膠帶把側(cè)面包裹粘緊，封死縫隙。

把風扇上的鋁片粘在濾網(wǎng)組合的HEPA一側(cè)。

然后就可以通電測試，這個機箱風扇的接線是黃(+12V)，黑(GND)，藍(調(diào)速，不接時全速)，黃(轉(zhuǎn)速傳感)。

接黃黑兩線就可以工作，覺得噪音過大，或者想讓它更加智能一點的話，可以在藍線上外加電壓改變轉(zhuǎn)速。

Up主是個不抽煙的好青年，所以測試的時候為了找個能發(fā)煙顯示氣流的東西費了一點勁。 風力效果見下圖，更進一步的測試就需要粉塵傳感器了。

4 改進空間

這次制作的凈化器為了圖快省略了很多方面，于是明顯有很多缺陷有待改進。

1.濾網(wǎng)面積

制作的凈化器相對于家用大家伙而言可稱袖珍，濾網(wǎng)面積不夠的情況下凈化能力會大大下降。這貨的濾網(wǎng)大小大約110 x 110mm，用在車里凈化幾立方米的空氣剛好。

用在房間里的話，如果不是為了局部凈化，建議使用至少0.1平方米的濾網(wǎng)面積。

2.風扇功率

更大的風扇可以增加出風量和換氣速度。一個方向是多個小風扇并聯(lián)，另一個方向是改用更暴力的大號渦輪風扇，比如上圖這種(它的原先用途是鼓風機)。

項目更新：

買一個大功率渦輪風扇，這個是NMB日產(chǎn)12V2A的。

和之前的AVC不一樣，這次的風扇進風口較小，而且是圓的，所以用3D打印機打印了一個一頭圓一頭方的轉(zhuǎn)接管。

把濾網(wǎng)，轉(zhuǎn)接管和渦輪風扇粘到一起，接口涂玻璃膠密封。

玻璃膠干后實測，供電電壓和電流見圖。

3.外殼和風路改進

增大凈化器體積的時候需要考慮外殼支撐和風路問題，用塑料整理箱或者金屬月餅盒固定濾網(wǎng)，再在外殼上打洞通氣是個較好的方案。

4.智能控制

增加粉塵傳感器和控制電路，使凈化器能夠按空氣質(zhì)量自行調(diào)速，而不用人工按天色開關。