手工DIY低成本空气净化器

DIYer： 叶子疏

制作时间：1小时

制作难度： ★★☆☆☆

本项目仅根据原理制作，实际效果未经实测，仅供参考

最近，我国东部大面积地区空气质量连日爆表，云遮雾罩，几百米之外不见人影。唯一的好消息，大约是一些天文爱好者省去了巴德膜的麻烦，直接用肉眼和相机观测到了太阳黑子，效果居然还不错。

北京市冬春季节灰霾污染以由化石燃料燃烧、机动车尾气等排放到大气中的 SO2 、NOx 、NH3 等污染二次转化为特征 。通俗的说，就是燃煤取暖和大车小车的滚滚烟尘，加上无风天气造就了如今的局面。面对三番五次来袭的灰霾和铺天盖地的粉尘，除了设法减少污染减轻环境负担之外，做好个人防护也是很有必要的。

1 空气净化原理

空气中的污染物包括污染气体和悬浮物，包括细菌、病毒、灰尘、花粉、霉菌孢子，还有臭气、有毒化学品和有毒气体。常用的空气净化器有多种净化原理，针对各种污染物的效果各有不同。对于PM2.5问题，最为关注的是细颗粒物，因此在选择时也会针对这点考虑。

目前空气净化器中最热门的方式是用HEPA滤网(高效微粒空气过滤器)进行物理过滤，标准的HEPA过滤器由化学纤维或玻璃纤维制成，通过细微纤维的絮状结构拦截经过滤网的空气中所含有的微小尘埃。常用的规格能够吸纳99.7%大小为0.3微米的悬浮微粒，对化学烟雾、细菌、尘埃微粒及花粉都有良好的过滤效果，但是无法滤除有害气体。

HEPA滤网之外，还有孔径大的过滤网可以选用。它们不能滤除细微颗粒，但是能很好的去除大颗粒的植物纤维，种子，灰尘，霉菌，动物毛发，一方面去除多数过敏原，另外能有效保护后级的高效过滤器。有些市面出售的滤网可以直接装在空调的进气口或是风扇背后提供一定的净化作用，性价比很高。

物理过滤之外较为流行的还有静电集尘方式，相对于HEPA效率略差，并且设计不当时容易产生粉尘二次污染和副产物臭氧。但是处理规模越大时静电集尘不需更换滤网的成本优势就越明显，因此多用于工业排放废气的除尘，不太适合DIY。

其他的净化方式里，物理吸附方式代表是活性炭和CPZ滤网。对于除臭及吸收有害气体都有相当的效果。臭氧，负离子和紫外线能杀菌，分解有害气体，但均对颗粒物无效。这里特别需要指出的是，空气清新剂，精油，熏香等物能够遮盖空气中的气味增加香氛，但并不能实际去除污染物，只有心理安慰的作用。

2 净化器设计

感谢达人弓志强在去年的万有青年烩分享自己DIY空气净化器的经历。

基于以上的原理，针对细颗粒物最为方便DIY的方案应该是采取HEPA滤网+预过滤网+风扇的方案，既有相当好的净化效果，又没有高电压部件而便于DIY，安全性也更佳。如果要兼顾去除异味，可以增加一道活性炭滤网。

该设计包括以下几个部分：

风扇

理论上说由于滤网的存在风速降低，涡轮风扇的效率更高，但是DIY的话轴流风扇更为常见，一般10cm左右的机箱风扇可以做一个袖珍的桌面式净化器，大型净化器可以考虑多个风扇并联或是更大尺寸的。从风扇的出风效率出发，滤网应该放置在风扇的进风口。

HEPA滤网

滤网越大(当然风扇也要跟上)，净化的效果越好。淘宝上的散装2.5cm厚HEPA滤网单价15元/平方分米，可以按需要指定尺寸和形状零买。滤网是净化器的消耗品，拦下的颗粒物全部堆积在里面，变黑了就必须更换了。

预过滤网

略厚的纤维毡，单价2元/平方分米。使用时预过滤网应放在HEPA滤网上风端。

活性炭过滤网(可选)

备好了以上部件，只要准备气密性好的外壳将它们组装起来就行。

组装顺序：进风口-预过滤网-(活性炭滤网)-HEPA滤网-风扇-出风口。 如果风扇不够

3 制作过程

买到的三种滤网和风扇：

AVC机箱风扇(左上)12V/0.41A

粗滤棉(右下) G4 效率 对粒径≥5.0μm,过滤效率90>E≥70%

粗滤网(左下) F8 效率 对粒径≥0.5μm,过滤效率90>E≥75%

HEPA滤网(右上) H11 效率 对粒径≥0.5μm,过滤效率99.9>E≥99%

在铝板上裁出一块“口”形铝片，粘在风扇进风口，增加粘结面积;

把三种滤网裁剪成大小合适的方形，边缘部分粘上细双面胶，按照 粗滤棉-粗滤网-HEPA滤网的顺序粘紧; 如果风扇不够给力，为了减小风阻可以去掉中间的粗滤网。

用3M胶带把侧面包裹粘紧，封死缝隙。

把风扇上的铝片粘在滤网组合的HEPA一侧。

然后就可以通电测试，这个机箱风扇的接线是黄(+12V)，黑(GND)，蓝(调速，不接时全速)，黄(转速传感)。

接黄黑两线就可以工作，觉得噪音过大，或者想让它更加智能一点的话，可以在蓝线上外加电压改变转速。

Up主是个不抽烟的好青年，所以测试的时候为了找个能发烟显示气流的东西费了一点劲。 风力效果见下图，更进一步的测试就需要粉尘传感器了。

4 改进空间

这次制作的净化器为了图快省略了很多方面，于是明显有很多缺陷有待改进。

1.滤网面积

制作的净化器相对于家用大家伙而言可称袖珍，滤网面积不够的情况下净化能力会大大下降。这货的滤网大小大约110 x 110mm，用在车里净化几立方米的空气刚好。

用在房间里的话，如果不是为了局部净化，建议使用至少0.1平方米的滤网面积。

2.风扇功率

更大的风扇可以增加出风量和换气速度。一个方向是多个小风扇并联，另一个方向是改用更暴力的大号涡轮风扇，比如上图这种(它的原先用途是鼓风机)。

项目更新：

买一个大功率涡轮风扇，这个是NMB日产12V2A的。

和之前的AVC不一样，这次的风扇进风口较小，而且是圆的，所以用3D打印机打印了一个一头圆一头方的转接管。

把滤网，转接管和涡轮风扇粘到一起，接口涂玻璃胶密封。

玻璃胶干后实测，供电电压和电流见图。

3.外壳和风路改进

增大净化器体积的时候需要考虑外壳支撑和风路问题，用塑料整理箱或者金属月饼盒固定滤网，再在外壳上打洞通气是个较好的方案。

4.智能控制

增加粉尘传感器和控制电路，使净化器能够按空气质量自行调速，而不用人工按天色开关。