CN104990138B - 空气净化装置、家用电器以及空气净化方法 - Google Patents

空气净化装置、家用电器以及空气净化方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种空气净化装置、家用电器以及空气净化的方法。根据本发明的实施例，该空气净化装置包括：加湿模块，所述加湿模块用于提高空气的湿度；介质阻挡放电模块，所述介质阻挡放电模块与所述加湿模块相连，用于对所述空气进行除杂；以及臭氧分解模块，所述臭氧分解模块与所述介质阻挡放电模块相连，用于降低经过所述除杂的所述空气中的臭氧浓度。利用根据本发明实施例的该空气净化装置，能够有效地对空气中的杂质进行清除，同时可以有效地降低经过净化的空气中的臭氧浓度。

Description

空气净化装置、家用电器以及空气净化方法
技术领域
本发明涉及家电领域，具体而言，本发明涉及空气净化装置、具有该空气净化装置的家用电器以及空气净化方法。
背景技术
室内空气污染，是有害的化学物质或物理、生物性污染物进入室内空气中，进而对人体健康产生有害影响的情况。目前室内空气污染物的主要来源包括：室内装修中采用不合格装修材料或不合理设计造成的装修污染；室外大气污染，导致室内空气污染加剧；燃烧产物造成的室内空气污染，主要包括厨房油烟及吸烟造成的烟雾等。其中，来自不合格装修材料的甲醛、苯等挥发性有机污染物，以及厨房油烟及吸烟造成的烟雾中含有的一氧化碳及氮氧化物等，可导致头疼、各类呼吸道疾病，对人体造成多器官、多系统损伤。因此，此类污染物的去除在室内空气净化过程中占有重要地位。
介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge，DBD)技术，由于其在放电过程中会产生大量化学性质活泼的自由基和准分子，易与空气中的污染物反应，形成稳定的分子或原子，因而被用于室内空气净化领域，除去化学污染物。利用该技术产生的自由基，经过一系列反应使有机污染物最终降解为二氧化碳和水，且放电过程中的紫外线辐射还具有杀菌消毒的功能。该技术可净化的污染物尺寸可达纳米级别，较传统方法下降了几个数量级，因此具有良好的应用前景和潜力。
然而，目前的空气净化方法和装置仍有待改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
本发明是基于发明人的下列发现而完成的：
在利用DBD技术进行空气净化处理时，放电过程会导致空气中的氧气转变为臭氧，从而产生臭氧二次污染，因此，限制了DBD技术在空气净化领域的应用。发明人通过研究意外地发现，空气中的湿度对于DBD技术放电中所产生的臭氧量具有重要影响。随着空气湿度的增大，在采用DBD技术对空气进行净化处理的过程中，产生的臭氧量显著降低。
有鉴于此，在本发明的第一方面，本发明提出了一种空气净化装置。根据本发明的实施例，该空气净化装置包括：加湿模块，所述加湿模块用于提高空气的湿度；介质阻挡放电模块，所述介质阻挡放电模块与所述加湿模块相连，用于对所述空气进行除杂；以及臭氧分解模块，所述臭氧分解模块与所述介质阻挡放电模块相连，用于降低经过所述除杂的所述空气中的臭氧浓度。利用根据本发明实施例的该空气净化装置，能够有效地对空气中的杂质进行清除，同时可以有效地降低经过净化的空气中的臭氧浓度。
根据本发明的实施例，上述空气净化装置还可以具有下列附加技术特征：
根据本发明的实施例，所述加湿模块包括选自离心加湿模块、高压加湿模块、湿膜加湿模块、蒸汽加湿模块和超声波加湿模块的至少一种。由此，可以进一步提高空气的加湿效率，进而提高后续空气除杂以及降低臭氧浓度的效率。
根据本发明的实施例，所述湿膜加湿模块具有湿膜，所述湿膜在空气流动方向上的厚度为10～500mm。由此，可达到加湿量大，同时风阻小的效果，进而可以进一步提高空气的加湿效率，进而提高后续空气除杂以及降低臭氧浓度的效率。
根据本发明的实施例，所述介质阻挡放电模块具有介质层，基于1立方米待处理的空间，所述介质层的体积为100～100000立方厘米，优选15000～16000立方厘米。由此，可以在对污染物的去除能力和产生的臭氧浓度之间达到比较好的平衡，进而可以进一步提高净化空气的效率和效果。
根据本发明的实施例，所述介质层在空气流动方向上的厚度为5～50厘米，优选25厘米。由此，可以在对污染物的去除能力和产生的臭氧浓度之间达到比较好的平衡，进而可以进一步提高净化空气的效率和效果。
根据本发明的实施例，所述臭氧分解模块具有催化剂，所述催化剂为选自下列的至少一种：CuO、MnOx、FeOx、CoOx、水滑石、羟基磷灰石。由此，可以有效地对臭氧进行分解，并且能够通过对催化剂活性进行调节控制臭氧分解的程度，进而可以进一步提高净化空气的效率和效果。
根据本发明的实施例，所述催化剂负载于载体上，所述载体为选自下列的至少一种：堇青石、尖晶石、莫来石。由此，可以为所述催化剂提供载体支撑，提高催化剂分解臭氧的效率，进而可以进一步提高净化空气的效率和效果。
根据本发明的实施例，所述空气净化装置进一步包括：湿度传感器，所述湿度传感器用于检测待处理空气的湿度；以及第一控制模块，所述第一控制模块分别与所述湿度传感器和所述加湿模块相连，用于控制所述加湿模块的开启和关闭。由此，可以有效地将空气中的湿度控制在适当的范围内，并且可以根据DBD处理模块的需求进行湿度调节，从而便于提高后续除杂以及降低臭氧浓度的效率，另外可以实现节省能量。
根据本发明的实施例，所述空气净化装置进一步包括：臭氧传感器，所述臭氧传感器用于检测经过除杂的空气的臭氧浓度；以及第二控制模块，所述第二控制模块分别与所述臭氧传感器和所述臭氧分解模块相连，用于控制所述臭氧分解模块的开启和关闭。由此根据实际待处理空气中臭氧浓度控制臭氧分解模块，提高臭氧分解效率并节省能量。
根据本发明的实施例，所述臭氧分解模块包括加热单元，所述加热单元与所述第二控制模块相连。由此，可以通过控制加热单元的开启和关闭，可以有效地对臭氧分解模块中催化剂的活性进行调节，从而可以将经过净化处理的空气中臭氧的浓度控制在适当的范围内，进而进一步提高了经过净化处理的空气的质量。
根据本发明的实施例，所述第二控制模块在经过所述除杂处理的空气的臭氧浓度高于0.15ppm时，启动所述加热单元，以便将所述臭氧分解模块的温度加热至30～50摄氏度；以及所述第二控制模块在经过所述除杂处理的空气的臭氧浓度低于0.06ppm时，关闭所述加热单元，可以通过控制加热单元的开启和关闭，有效地对臭氧分解模块中催化剂的活性进行调节，从而可以将经过净化处理的空气中臭氧的浓度控制在适当的范围内，进而进一步提高了经过净化处理的空气的质量。
在本发明的第二方面，本发明提出了一种家用电器。根据本发明的实施例，该家用电器包括前面所述的空气净化装置。如前所述，根据本发明的实施例的空气净化装置能够有效地对空气中的杂质进行清除，同时可以有效地降低经过净化的空气中的臭氧浓度。由此，利用该家用电器能够在发挥自身功能的同时可以有效地对空气中的杂质进行清除，同时可以有效地降低经过净化的空气中的臭氧浓度。
根据本发明的实施例，所述家用电器为空气净化器、加湿器或空调器。
另外，本领域技术人员能够理解，前面关于空气净化装置所描述的特征和优点同样能够试用于该家用电器，在此不再赘述。
在本发明的第三方面，本发明提出了一种空气净化方法。根据本发明的实施例，该空气净化方法包括：(1)通过介质阻挡放电，对空气进行除杂处理，其中，所述介质阻挡放电是在潮湿环境下进行的；以及(2)降低步骤(1)中所得到空气的臭氧浓度，以便获得经过净化的空气。由于在步骤(1)中介质阻挡放电除杂是在潮湿环境下进行的，由此，可以有效地降低经过除杂处理后的空气中的臭氧浓度，另外通过步骤(2)还可以进一步降低空气中的臭氧浓度。因此，利用根据本发明实施例的方法可以对所述待处理空气进行除杂处理，并降低所述除杂后空气中的臭氧浓度，进而进一步提高了经过净化处理的空气的质量。
根据本发明的实施例，该空气净化方法在步骤(1)之前进一步包括：(1-1)确定所述空气的湿度；(1-2)如果所述湿度低于第一预定阈值，则预先对所述空气进行加湿处理。由此，可以有效地将空气中的湿度控制在适当的范围内，便于提高后续除杂以及降低臭氧浓度的效率，另外可以实现节省能量。
根据本发明的实施例，所述加湿处理是通过选自离心加湿法、高压加湿法、湿膜加湿法、蒸汽加湿法和超声波加湿法的至少一种进行的。由此可以提高加湿处理效率。
根据本发明的实施例，采用湿膜加湿法进行所述加湿处理，并且所述湿膜在空气流动方向上的厚度为10～500mm。因此，可以在提高加湿量与降低风阻之间获得较好的平衡，进而可以进一步提高空气的加湿效率，进而提高后续空气除杂以及降低臭氧浓度的效率。
根据本发明的实施例，所述介质阻挡放电模块具有介质层，基于1立方米待处理的空间，所述介质层的体积为100～100000立方厘米，优选15000～16000立方厘米。由此，可以在对污染物的去除能力和产生的臭氧浓度之间达到比较好的平衡，进而可以进一步提高净化空气的效率和效果。
根据本发明的实施例，所述介质层在空气流动方向上的厚度为5～50厘米，优选25厘米。由此，可以在对污染物的去除能力和产生的臭氧浓度之间达到比较好的平衡，进而可以进一步提高净化空气的效率和效果。
根据本发明的实施例，在步骤步骤(2)中，利用催化剂降低步骤(1)中所得到空气的臭氧浓度，所述催化剂为选自下列的至少一种：CuO、MnOx、FeOx、CoOx、水滑石、羟基磷灰石。由此，可以有效地对臭氧进行分解，并且能够通过对催化剂活性进行调节控制臭氧分解的程度，进而可以进一步提高净化空气的效率和效果。
根据本发明的实施例，所述催化剂负载于载体上，所述载体为选自下列的至少一种：堇青石、尖晶石、莫来石。由此，可以为所述催化剂提供载体支撑，进而可以进一步提高所述催化剂净化空气的效率和效果。
根据本发明的实施例，步骤(2)进一步包括：确定经过所述除杂处理的空气的臭氧浓度；以及如果所述臭氧浓度高于第二预定阈值，则将所述催化剂加热至30～50摄氏度，并在所述臭氧浓度低于第三预定阈值时，停止对所述催化剂的加热。所述第二预定阈值为至少0.15ppm，所述第三预定阈值为至多0.06ppm。可以通过控制加热单元的开启和关闭，有效地对臭氧分解模块中催化剂的活性进行调节，从而可以将经过净化处理的空气中臭氧的浓度控制在适当的范围内，进而进一步提高了经过净化处理的空气的质量。
根据本发明的实施例，本发明的净化空气的装置、净化空气的方法以及家用电器还可以具有下列优点至少之一：
1、根据本发明的实施例，可以对干燥空气进行加湿，提高空气湿度，增加人体的舒适度。
2、根据本发明的实施例，可以迅速除去空气中的气体污染物。
3、根据本发明的实施例，可以抑制臭氧等二次污染物的大量产生，控制少量臭氧的生成，从而减少对人体的危害，增加对人体的益处。
4、根据本发明的实施例，处理量大，寿命长，装置的能耗及噪音较低。
附图说明
图1显示了根据本发明一个实施例的空气净化装置的结构示意图；
图2显示了根据本发明另一个实施例的空气净化装置的结构示意图；
图3显示了根据本发明又一个实施例的空气净化装置的结构示意图；
图4显示了根据本发明又一个实施例的空气净化装置的结构示意图；
图5显示了根据本发明又一个实施例的空气净化装置的结构示意图；
图6显示了根据本发明又一个实施例的空气净化装置的结构示意图；
图7显示了根据本发明又一个实施例的空气净化装置的结构示意图；
图8显示了根据本发明一个实施例的家用电器的部分结构示意图；
图9显示了根据本发明又一个实施例的空气净化方法的步骤流程图；
图10显示了根据本发明又一个实施例的空气净化方法的步骤流程图；
图11显示了根据本发明又一个实施例的空气净化方法的步骤流程图；以及
图12显示了根据本发明一个实施例的介质阻挡放电模块的部分结构示意图，
附图标记说明：
100：加湿模块
200：介质阻挡放电模块
300：臭氧分解模块
400：第一控制模块
500：湿度传感器
600：第二控制模块
700：臭氧浓度传感器
800：控制器
310：加热单元
110：湿膜
210：平板电极
220：介质层
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的模块或具有相同或类似功能的模块。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明是基于发明人的下列发现而完成的：
在利用DBD技术进行空气净化处理时，放电过程会导致空气中的氧气转变为臭氧，从而产生臭氧二次污染，因此，限制了DBD技术在空气净化领域的应用。发明人通过研究意外地发现，空气中的湿度对于DBD技术放电中所产生的臭氧量具有重要影响。随着空气湿度的增大，在采用DBD技术对空气进行净化处理的过程中，产生的臭氧量显著降低。
有鉴于此，在本发明的第一方面，本发明提出了一种空气净化装置。参考图1，根据本发明的实施例，该空气净化装置包括加湿模块100、介质阻挡放电模块200和臭氧分解模块300。根据本发明的实施例，加湿模块100用于提高空气的湿度，介质阻挡放电模块200与加湿模块100相连，用于对所述空气进行除杂，臭氧分解模块300与介质阻挡放电模块200相连，用于降低经过除杂的所述空气中的臭氧浓度。换句话说，根据本发明的实施例，加湿模块100可以对待处理的空气进行加湿处理，可以提高待处理的空气的湿度。介质阻挡放电模块200与加湿模块相连，可以对经过加湿模块100处理的空气进行除杂处理。其中，由于在介质阻挡放电模块200中进行处理的空气具有一定的湿度，因此，在放电过程中产生的臭氧量显著降低。进一步在臭氧分解模块300中，可以对残留的臭氧进一步进行分解处理，从而进一步降低经过净化处理的空气中的臭氧浓度，从而得到经过净化和低臭氧浓度的空气，提高空气的质量。由此，利用根据本发明实施例的该空气净化装置，能够有效地对空气中的杂质进行清除，同时可以有效地降低经过净化的空气中的臭氧浓度。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”等术语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义，只要满足空气流动路线上的上下游关系即可。
本发明使用的术语“除杂”表示除去所述待处理空气中的化学污染物，通过介质阻挡放电模块分解为二氧化碳和水。
为了方便理解，下面分别对根据本发明实施例的空气净化装置的各模块进行详细描述。
关于加湿模块100，其类型并不受特别限制。本领域技术人员可以根据需要选择适当的加湿手段作为加湿模块100对空气进行加湿处理。根据本发明的实施例，加湿模块100可以选自离心加湿模块、高压加湿模块、湿膜加湿模块、蒸汽加湿模块和超声波加湿模块的至少一种。由此，可以进一步提高空气的加湿效率，进而提高后续空气除杂以及降低臭氧浓度的效率。其中，优选采用湿膜加湿模块，即在加湿模块100中通过采用湿膜加湿的方式对空气进行加湿处理。参考图2，根据本发明的实施例，湿膜加湿模块100具有湿膜110，优选地，湿膜在空气流动方向上的厚度为10～500mm。这里所使用的术语“在空气流动方向上的厚度”是指空气从湿膜的一侧进入并从湿膜的另一侧离开的最短路线，如图2所示的距离L所示。湿膜110的厚度越大，其加湿效果越好，即加湿量越大，但是同时其所带来的风阻也越大。发明人发现，当采用厚度为10～500mm的湿膜，优选100～200mm厚度的湿膜时，可以实现加湿量与风阻之间较好平衡，即可达到加湿量大，同时风阻小的效果，从而，可以实现节能的效果。进而可以进一步提高空气的加湿效率，进而提高后续空气除杂以及降低臭氧浓度的效率。
关于介质阻挡放电模块200，参考图12，介质阻挡放电装置包括一对平板电极210和设置在该一对平板电极210之间的介质层220。发明人发现，介质层220的厚度和尺寸直接影响介质阻挡放电模块200的工作效率。介质层220的厚度和尺寸越大，则除杂效率越高，但同时臭氧的产生量也越大。介质层的厚度和尺寸越小，臭氧的产生量越小，但同时除杂效率也随之降低。根据本发明的一些实施例，介质阻挡放电模块200具有介质层220，基于1立方米待处理的空间，介质层220的体积为100～100000立方厘米，优选15000～16000立方厘米。由此，可以在对污染物的去除能力和产生的臭氧浓度之间达到比较好的平衡，进而可以进一步提高净化空气的效率和效果。根据本发明的实施例，介质层220在空气流动方向上的厚度为5～50厘米，优选25厘米。由此，可以在对污染物的去除能力和产生的臭氧浓度之间达到比较好的平衡，进而可以进一步提高净化空气的效率和效果。如前所述，这里所使用的术语“在空气流动方向上的厚度”是指空气从介质层220的一侧穿过进入并从介质层220的另一侧离开的最短路线，例如图12中的L’。另外，关于介质阻挡放电模块200的其他工作参数，本领域技术人员可以根据需要进行选择，例如，工作气压可以为10～10000Pa，电源频率可以为50Hz至1MHz。其中，优选气压为1000Pa，电源频率为500Hz。这样可以在污染物的去除能力和产生的臭氧浓度之间达到较好的平衡，既有较强的污染物去除能力，也具有较低的臭氧浓度。
关于臭氧分解模块300，本领域技术人员可以采用任何常规的除臭氧的方式来进行臭氧分解，例如可以采用吸附法和催化剂催化分解法。其中，优选采用催化剂催化分解法。发明人发现，通过采用吸附法通常无法控制所得到最终经过净化的空气中的臭氧浓度。通过采用催化剂催化分解法，可以通过控制催化剂的活性来调节控制臭氧分解的程度，进而可以进一步提高净化空气的效率和效果。根据本发明的实施例，臭氧分解模块300具有催化剂，催化剂为选自下列的至少一种：CuO、MnOx、FeOx、CoOx、水滑石、羟基磷灰石。其中，x为分别独立的0到4。根据本发明的实施例，载体对所述催化剂起支撑作用，催化剂对臭氧起到分解作用，催化剂与载体的质量比可以为0.1％到50％。由此，可以有效地对臭氧进行分解，并且能够通过对催化剂活性进行调节控制臭氧分解的程度，进而可以进一步提高净化空气的效率和效果。根据本发明的实施例，催化剂负载于载体上，载体为选自下列的至少一种：堇青石、尖晶石、莫来石。由此，可以为催化剂提供载体支撑，提高催化剂分解臭氧的效率，进而可以进一步提高净化空气的效率和效果。由此，可以通过控制催化剂的活性，例如通过调节催化剂的温度来实现对催化剂的工作效率进行调节，实现将空气中的臭氧浓度控制在适当的范围内，提高所得到的空气的质量。
另外，根据本发明的实施例，参考图3，空气净化装置还可以进一步包括湿度传感器500和第一控制模块400。根据本发明的实施例，湿度传感器500用于检测待处理空气的湿度，第一控制模块400分别与湿度传感器500和加湿模块100相连，用于控制加湿模块100的开启和关闭。换句话说，湿度传感器500可以检测到空气的湿度，第一控制模块400可以基于从湿度传感器500接收到的空气的湿度参数，来控制加湿模块100的开启或者关闭。如果湿度超过预定的数值，则关闭加湿模块100，使空气在不进行加湿处理的情况下，直接进行介质阻挡放电模块200中的除杂处理。如果湿度低于预定的数值，则启动加湿模块100，使空气首先经过加湿处理，提高湿度，再进入介质阻挡放电模块200中进行除杂处理。根据本发明的实施例，这里所提到的预定的数值，可以为至少40％(相对湿度)，优选至少70％(相对湿度)。从而，可以有效地将待处理的空气湿度控制在适当范围内，进而可以提高后续通过介质阻挡放电模块200进行除杂的效率和控制臭氧的含量。由此，可以有效地将空气中的湿度控制在适当的范围内，并且可以根据介质阻挡放电模块的需求进行湿度调节，从而便于提高后续除杂以及降低臭氧浓度的效率，另外可以实现节省能量。需要说明的是，这里所使用的术语“控制加湿模块的开启和关闭”应作广义理解，其可以包括启动加湿模块的工作，完全关闭加湿模块的工作，还可以包括调节加湿模块的工作效率。
另外，参考图4，空气净化装置还可以进一步包括臭氧传感器700和第二控制模块600。根据本发明的实施例，臭氧传感器700用于检测经过除杂的空气的臭氧浓度，第二控制模块600分别与臭氧传感器700和臭氧分解模块300相连，用于控制臭氧分解模块300的开启和关闭。换句话说，臭氧传感器700可以检测经过除杂处理的空气的臭氧浓度，第二控制模块600在接收到来自臭氧传感器700的臭氧浓度数据后，根据臭氧浓度数据来控制臭氧分解模块300的开启和关闭。需要说明的是，这里所使用的术语“控制臭氧分解模块的开启和关闭”应作广义理解，其可以包括启动臭氧分解的工作，完全关闭臭氧分解的工作，还可以包括调节臭氧分解的工作效率。如果臭氧浓度超过的预定的数值，例如0.15ppm，则需要启动臭氧分解模块300，将经过除杂处理的空气进行臭氧分解后再排出。如果臭氧浓度低于预定的数值，例如0.06ppm，则关闭臭氧分解模块300的工作，直接将经过除杂处理的空气排出。发明人发现，在空气中适当存在的臭氧，可以显著地提高空气的质量或清新感。由此，根据本发明的实施例的空气净化装置能够有效地提高经过净化的空气的质量，清新感，或者提高对人体的益处。
如前所述，本领域技术人员可以采样催化剂催化方法来降低臭氧的浓度。因此，可以通过调节催化剂的温度来控制臭氧分解模块300。由此，参考图7，根据本发明的实施例，臭氧分解模块300包括加热单元310，该加热单元310与第二控制模块600相连。由此，可以通过控制加热单元的开启和关闭，有效地对臭氧分解模块中催化剂的活性进行调节，从而可以将经过净化处理的空气中臭氧的浓度控制在适当的范围内，进而进一步提高了经过净化处理的空气的质量。根据本发明的实施例，当需要降低臭氧浓度时，可以将催化剂的温度调节至最适温度，如果不需要降低臭氧浓度，可以将催化剂的温度降低至明显低于最适温度，也可以将催化剂的温度调节至失活温度。
具体的，根据本发明的实施例，第二控制模块在经过除杂处理的空气的臭氧浓度高于0.15ppm时，启动加热单元，以便将臭氧分解模块的温度加热至30～50摄氏度；以及第二控制模块在经过除杂处理的空气的臭氧浓度低于0.06ppm时，关闭加热单元，可以通过控制加热单元的开启和关闭，有效地对臭氧分解模块中催化剂的活性进行调节，从而可以将经过净化处理的空气中臭氧的浓度控制在适当的范围内，进而进一步提高了经过净化处理的空气的质量。
另外，需要说明的是，在本文中采用了“第一控制模块”和“第二控制模块”，其中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。另外，本领域技术人员能够理解，本发明所提出的空气净化装置可以同时具有湿度传感器500、第一控制模块400、臭氧传感器700、第二控制模块600，以便分别控制加湿模块100和臭氧分解模块300。例如参考图5，该空气净化装置可以包括湿度传感器500、第一控制模块400、臭氧传感器700、第二控制模块600。湿度传感器500可以检测到空气的湿度，第一控制模块400可以基于从湿度传感器500接收到的空气的湿度参数，来控制加湿模块100的开启或者关闭，进而进一步合理控制进入介质阻挡放电模块200的待处理空气的湿度。臭氧传感器700可以检测经过除杂处理的空气的臭氧浓度，第二控制模块600在接收到来自臭氧传感器700的臭氧浓度数据后，根据臭氧浓度数据来控制臭氧分解模块300的开启和关闭，进而进一步控制经过净化处理的空气中的臭氧浓度。由此，可以进一步提高该空气净化装置的空气净化效率和效果。本领域技术人员也可以理解，“第一控制模块”和“第二控制模块”也可以是由同一个控制器完成的，例如参见图6，控制器800可以同时接收来自湿度传感器500和臭氧浓度传感器700的数据，并且分别控制加湿模块100和臭氧分解模块300。另外，还可以基于臭氧浓度传感器的700的数据来控制加湿模块100，例如，如果空气中的臭氧浓度较低，例如低于0.06ppm时，可以关闭加湿模块100，从而可以降低空气的湿度，进而提高在介质阻挡放电模块200中产生的臭氧量。
综上所述，根据本发明的实施例，在含有气体污染物的干燥空气中，首先利用加湿模块100对空气进行加湿，可以使空气中的水含量增加，接着利用介质阻挡放电模块200对空气和污染物进行放电，产生大量的自由基和准分子，如OH、O、NO等，可以除去空气中的污染物，例如甲醛、苯等化学污染物，同时，利用水电离产生的氢离子和氢氧根与氧气电离产生的氧原子反应，生成大量的氢氧根，从而抑制臭氧的产生。之后，用臭氧分解模块300进行辅助处理，控制臭氧含量，去除空气中多余的臭氧，可以使得臭氧浓度维持在对人体有益的范围内，获得清洁空气。
在本发明的第二方面，本发明提出了一种家用电器。根据本发明的实施例，该家用电器包括前面所述的空气净化装置。如前所述，根据本发明的实施例的空气净化装置能够有效地对空气中的杂质进行清除，同时可以有效地降低经过净化的空气中的臭氧浓度。由此，利用该家用电器能够在发挥自身功能的同时可以有效地对空气中的杂质进行清除，同时可以有效地降低经过净化的空气中的臭氧浓度。根据本发明的实施例，所述家用电器为空气净化器、加湿器或空调器。
根据本发明的实施例，空气净化装置可以设置在家用电器的任何适当位置，例如，可以设置在风道中。参考图8，在风道1000中，依次设置了加湿模块100、介质阻挡放电模块200和臭氧分解模块300。由此，可以对风道1000中所通过的空气进行相应的处理，从而提高了空气的质量。
另外，本领域技术人员能够理解，前面关于空气净化装置所描述的特征和优点同样能够试用于该家用电器，在此不再赘述。
在本发明的第三方面，本发明提出了一种空气净化方法。参考图9，根据本发明的实施例，该空气净化方法包括：
S100除杂处理
在该步骤中，可以通过介质阻挡放电，对空气进行除杂处理，其中，介质阻挡放电是在潮湿环境下进行的。如前所述，介质阻挡放电除杂是在潮湿环境下进行的，由此，可以有效地降低经过除杂处理后的空气中的臭氧浓度。这里所使用的术语“潮湿环境”是指空气的湿度，根据本发明的实施例，空气的湿度可以为至少40％(相对湿度)，优选至少70％(相对湿度)。
另外，根据本发明的实施例，参考图10，在步骤S100之前，还可以进一步包括确定空气湿度的步骤(S10)，并在确定空气湿度之后，对所得到的湿度与第一预定阈值进行比较(S20)，如果所述湿度低于第一预定阈值，则预先对空气进行加湿处理(S30)。由此，可以有效地将空气中的湿度控制在适当的范围内，便于提高后续除杂以及降低臭氧浓度的效率，另外可以实现节省能量。根据本发明的实施例，这里所提到的第一预定阈值，可以为至少40％(相对湿度)，优选至少70％(相对湿度)。从而，可以有效地将待处理的空气湿度控制在适当范围内，进而可以提高后续通过介质阻挡放电进行除杂的效率和控制臭氧的含量。由此，可以有效地将空气中的湿度控制在适当的范围内，并且可以根据介质阻挡放电模块的需求进行湿度调节，从而便于提高后续除杂以及降低臭氧浓度的效率。
根据本发明的实施例，加湿处理可以是通过选自离心加湿法、高压加湿法、湿膜加湿法、蒸汽加湿法和超声波加湿法的至少一种进行的。由此，可以进一步提高空气的加湿效率，进而提高后续空气除杂以及降低臭氧浓度的效率。根据本发明的实施例，采用湿膜加湿法进行该加湿处理，并且该湿膜在空气流动方向上的厚度为10～500mm。因此，可以在提高加湿量与降低风阻之间获得较好的平衡，进而可以进一步提高空气的加湿效率，进而提高后续空气除杂以及降低臭氧浓度的效率，并且可以降低噪音。这里所使用的术语“在空气流动方向上的厚度”是指空气从湿膜的一侧进入并从湿膜的另一侧离开的最短路线，如图2所示的距离L所示。湿膜110的厚度越大，其加湿效果越好，即加湿量越大，但是同时其所带来的风阻也越大。发明人发现，当采用厚度为10～500mm的湿膜时，优选100～200mm厚度的湿膜时，可以实现加湿量与风阻之间较好平衡，即可达到加湿量大，同时风阻小的效果，从而，可以实现节能的效果。进而可以进一步提高空气的加湿效率，进而提高后续空气除杂以及降低臭氧浓度的效率。
另外，参考图12，介质阻挡放电装置通常包括一对平板电极210和设置在该一对平板电极210之间的介质层220。发明人发现，介质层220的厚度和尺寸直接影响介质阻挡放电模块200的工作效率。介质层220的厚度和尺寸越大，则除杂效率越高，但同时臭氧的产生量也越大。介质层的厚度和尺寸越小，臭氧的产生量越小，但同时除杂效率也随之降低。根据本发明的一些实施例，基于1立方米待处理的空间，在步骤S100中所采用的介质阻挡放电处理采用的介质层220的体积为100～100000立方厘米，优选15000～16000立方厘米。由此，可以在对污染物的去除能力和产生的臭氧浓度之间达到比较好的平衡，进而可以进一步提高净化空气的效率和效果。根据本发明的实施例，介质层220在空气流动方向上的厚度为5～50厘米，优选25厘米。由此，可以在对污染物的去除能力和产生的臭氧浓度之间达到比较好的平衡，进而可以进一步提高净化空气的效率和效果。如前所述，这里所使用的术语“在空气流动方向上的厚度”是指空气从介质层220的一侧穿过进入并从介质层220的另一侧离开的最短路线，例如图12中的L’。另外，关于介质阻挡放电处理的其他工作参数，本领域技术人员可以根据需要进行选择，例如，工作气压可以为10～10000Pa，电源频率可以为50Hz至1MHz。其中，优选气压为1000Pa，电源频率为500Hz。这样可以在污染物的去除能力和产生的臭氧浓度之间达到较好的平衡，既有较强的污染物去除能力，也具有较低的臭氧浓度。
S200降低臭氧浓度
在该步骤中，在对空气进行除杂处理之后，降低经过除杂处理的空气的臭氧浓度，从而可以获得经过净化的空气。由于在步骤S100中介质阻挡放电除杂是在潮湿环境下进行的，由此，可以有效地降低经过除杂处理后的空气中的臭氧浓度，另外通过步骤S200还可以进一步降低空气中的臭氧浓度。因此，利用根据本发明实施例的方法可以对所述待处理空气进行除杂处理，并降低所述除杂后空气中的臭氧浓度，进而进一步提高了经过净化处理的空气的质量。
另外，在该步骤中，本领域技术人员可以采用任何常规的除臭氧的方式来进行臭氧分解，例如可以采用吸附法和催化剂催化分解法。其中，优选采用催化剂催化分解法。发明人发现，通过采用吸附法通常无法控制所得到最终经过净化的空气中的臭氧浓度。通过采用催化剂催化分解法，可以通过控制催化剂的活性来调节控制臭氧分解的程度，进而可以进一步提高净化空气的效率和效果。根据本发明的实施例，催化剂催化分解法中的催化剂为选自下列的至少一种：CuO、MnOx、FeOx、CoOx、水滑石、羟基磷灰石。由此，可以有效地对臭氧进行分解，并且能够通过对催化剂活性进行调节控制臭氧分解的程度，进而可以进一步提高净化空气的效率和效果。根据本发明的实施例，催化剂负载于载体上，载体为选自下列的至少一种：堇青石、尖晶石、莫来石。由此，可以为催化剂提供载体支撑，提高催化剂分解臭氧的效率，进而可以进一步提高净化空气的效率和效果。根据本发明的实施例，载体对所述催化剂起支撑作用，催化剂对臭氧起到分解作用，催化剂与载体的质量比可以为0.1％到50％。由此，可以通过控制催化剂的活性，例如通过调节催化剂的温度来实现对催化剂的工作效率进行调节，实现将空气中的臭氧浓度控制在适当的范围内，提高所得到的空气的质量。
参考图11，步骤S200还可以进一步包括：
确定经过除杂处理的空气的臭氧浓度(S210)；
如果臭氧浓度高于第二预定阈值(S220)，则将催化剂加热至30～50摄氏度(S230)，并确定臭氧浓度是否低于第三预定阈值(S240)，如果低于第三预定阈值，则停止对催化剂的加热(S250)。根据本发明的实施例，第二预定阈值为至少0.15ppm，所述第三预定阈值为至多0.06ppm。由此，有效地对臭氧分解模块中催化剂的活性进行调节，从而可以将经过净化处理的空气中臭氧的浓度控制在适当的范围内，进而进一步提高了经过净化处理的空气的质量。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“另一个实施例”等的描述意指结合该实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (17)

1.一种空气净化方法，其特征在于，包括：
(1)通过介质阻挡放电，对空气进行除杂处理，其中，所述介质阻挡放电是在潮湿环境下进行的，所述空气的湿度为至少40％，所述介质阻挡放电的工作气压为10～10000Pa，电源频率为50Hz至1MHz，在步骤(1)之前，进一步包括：
(1-1)确定所述空气的湿度；
(1-2)如果所述湿度低于40％，则预先对所述空气进行加湿处理；以及
(2)利用催化剂降低步骤(1)中所得到空气的臭氧浓度，以便获得经过净化的空气，步骤(2)进一步包括：
确定经过所述除杂处理的空气的臭氧浓度；以及
如果所述臭氧浓度高于第二预定阈值，所述第二预定阈值为至少0.15ppm，则将所述催化剂加热至30～50摄氏度，并在所述臭氧浓度低于第三预定阈值时，所述第三预定阈值为至多0.06ppm，停止对所述催化剂的加热。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加湿处理是通过选自离心加湿法、高压加湿法、湿膜加湿法、蒸汽加湿法和超声波加湿法的至少一种进行的。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用湿膜加湿法进行所述加湿处理，并且所述湿膜在空气流动方向上的厚度为10～500mm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述介质阻挡放电模块具有介质层，基于1立方米待处理的空间，所述介质层的体积为100～100000立方厘米。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述介质层的体积为15000～16000立方厘米。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述介质层在空气流动方向上的厚度为5～50厘米。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述介质层在空气流动方向上的厚度为25厘米。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述催化剂为选自下列的至少一种：CuO、MnOx、FeOx、CoOx、水滑石、羟基磷灰石。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述催化剂负载于载体上，所述载体为选自下列的至少一种：堇青石、尖晶石、莫来石。
10.一种利用权利要求1-9任一项所述的方法净化空气的空气净化装置，其特征在于，沿空气流通的方向，所述空气净化装置依次包括：
加湿模块，所述加湿模块用于提高空气的湿度；
介质阻挡放电模块，所述介质阻挡放电模块与所述加湿模块相连，用于对所述空气进行除杂；以及
臭氧分解模块，所述臭氧分解模块与所述介质阻挡放电模块相连，用于降低经过所述除杂的所述空气中的臭氧浓度；
湿度传感器，所述湿度传感器用于检测待处理空气的湿度；
第一控制模块，所述第一控制模块分别与所述湿度传感器和所述加湿模块相连，用于控制所述加湿模块的开启和关闭；
臭氧传感器，所述臭氧传感器用于检测经过除杂的空气的臭氧浓度；以及
第二控制模块，所述第二控制模块分别与所述臭氧传感器和所述臭氧分解模块相连，用于控制所述臭氧分解模块的开启和关闭，所述臭氧分解模块包括加热单元，所述加热单元与所述第二控制模块相连；
所述第二控制模块在经过所述除杂处理的空气的臭氧浓度高于0.15ppm时，启动所述加热单元，以便将所述臭氧分解模块的温度加热至30～50摄氏度；以及
所述第二控制模块在经过所述除杂处理的空气的臭氧浓度低于0.06ppm时，关闭所述加热单元。
11.根据权利要求10所述的空气净化装置，其特征在于，所述加湿模块具有湿膜，所述湿膜在空气流动方向上的厚度为10～500mm。
12.根据权利要求10所述的空气净化装置，其特征在于，所述介质阻挡放电模块具有介质层，基于1立方米待处理的空间，所述介质层的体积为100～100000立方厘米。
13.根据权利要求12所述的空气净化装置，其特征在于，所述介质层的体积为15000～16000立方厘米。
14.根据权利要求12所述的空气净化装置，其特征在于，所述介质层在空气流动方向上的厚度为5～50厘米。
15.根据权利要求14所述的空气净化装置，其特征在于，所述介质层在空气流动方向上的厚度为25厘米。
16.一种家用电器，其特征在于，包括权利要求10-15任一项所述的空气净化装置。
17.根据权利要求16所述的家用电器，其特征在于，所述家用电器为空气净化器、加湿器或空调器。
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