Генератор отрицательных ионов своими руками. Ионизаторы воздуха в кондиционерах: есть ли в них польза? Генератор ионов как средство борьбы с неприятными запахами
Воздух является одним из жизненно важных компонентов человека. Человек можете прожить несколько дней без воды, немного дольше без еды, человек лишенный воздуха, может жить всего пару минут. Качество окружающего воздуха во многих городах становится все хуже и хуже, что многие местные радиостанции по новостям информируют загрязненность воздуха вместе прогнозом погоды. Загрязнение воздуха в настоящее время является распространенным явлением. Последствия при загрязнении воздуха: повышение уровня CO2, парниковый эффект, истощение озонового слоя, и кислотные дожди.
Исследования
В то время, когда еще не было никаких разговоров по поводу загрязнения воздуха, некоторые ученые и экспериментаторы заметили, что ионизация может улучшить даже чистый воздух. Чистый воздух (в основном, состоит из 78% азота и 21% кислорода), как правило, полон положительных и отрицательных ионов примерно в отношении 5/4 . Исследователи обнаружили, что, когда это соотношение меняется в одну или другую сторону, то оно оказывает влияние на биологические системы.
Эта идея была развита Фредом Сойка, который в 1970-х годах, написал книгу под названием «Ион эффект". Гражданин Сойка изучал природные явления, отрицательно и положительно ионизированного воздуха. Его выводы показали, что отрицательно ионизированный воздух имеет существенные преимущества для здоровья.
Несколько пунктов из его книги: отрицательные ионы помогают поднять настроение, повысить физическую работоспособность и лучшее восприятие обучения, стерилизовать воздух от вредных бактерий. Обилие положительных ионов с другой стороны может быть ответственно за ряд низкого качества медицинских проблем, таких как усталость, головная боль и тревога.
Есть и недоброжелатели этой точки зрения. Поэтому, прежде чем я начал проектировать генератор отрицательных ионов, я провел небольшое исследование, чтобы выяснить, было бы это целесообразным. Я исследовал около 100 всемирно научных докладов о влиянии отрицательных ионов с 1973 по настоящее время (1992 год). Могу сообщить, что из моего обзора около 80% отметили благотворное влияние отрицательных ионов. Более 19%, уверяли, что нет никакого эффекта. Было много веских доказательств поддерживающих положительный эффект отрицательных ионов, и я понял, что ионный генератор - стоящий проект.
Ионный генератор
Конструкция генератора отрицательных ионов довольно проста (см. рис. 1). Схема представляет собой генератор высокого напряжения. Она содержит стандартный таймер 555, который используется для генерации прямоугольных импульсов. Импульсы подаются на базу транзистора NPN TIP120. Транзистор TIP120 обеспечивает достаточный ток на базе транзистора 2N3055, чтобы открыть его. Каждый раз, когда это происходит, автотрансформатор T2 выдает высокое напряжение. Выход трансформатора подключен к высоковольтному диоду на 10 кВ. Обратите внимание на полярность диода.
Прототип автора был построен по методу точка – точка (то есть соединения за счет выводов деталей). Это хороший метод, который можно использовать в ионном генераторе при условии соблюдения некоторых мер предосторожности: Убедитесь, что переходы между C3, C4, D1 должно быть не менее сантиметра друг от друга.
Точки сброса или ионизирующие штырьки должно быть "острыми" для повышения ионизации воздуха. Можно использовать например швейную иглу. Альтернативные ионизирующие штырьки можно сделать из небольшого куска многожильного провода. Сдирать изоляцию по 1 -2 см с одного конца провода и разделить жилки, чтобы они были более или менее равномерно распределены (получится что-то типа кисточки). Когда провод подключен к высокому отрицательному напряжению, каждая жилка будет вести себя как ионизирующий штырек.
Покрытие на вентиляционном отверстии должно быть пластиковым. Используя металлический экран будет сильно сокращен эффект генератора, потому что отрицательные ионы, которые вступают в контакт с металлическим экраном будут нейтрализованы.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| U1 | Программируемый таймер и осциллятор | LMC555 | 1 | В блокнот | ||
| Q1 | Биполярный транзистор | TIP120 | 1 | В блокнот | ||
| Q2 | Биполярный транзистор | 2N3055 | 1 | В блокнот | ||
| BR1 | Диодный мост | 4A-50PIV | 1 | В блокнот | ||
| D1 | Диод | IMD5210 | 1 | В блокнот | ||
| С1 | Электролитический конденсатор | 1000 мкФ 25 В | 1 | В блокнот | ||
| С2 | Конденсатор | 0.047 мкФ | 1 | В блокнот | ||
| С3, С4 | Конденсатор | 2000 пФ 6 кВ | 2 | В блокнот | ||
| R1 | Резистор | 15 кОм | 1 | В блокнот | ||
| R2 | Резистор | 1 кОм | 1 | В блокнот | ||
| R3 | Резистор | 2.2 кОм | 1 | В блокнот | ||
| R4 | Резистор |
В медицине в лечебных целях иногда используют ионизатор воздуха. В быту их нередко применяют для очистки помещения от пыли и микробов и создания более комфортных условий. Простой ионизатор можно выполнить, воспользовавшись схемой, рис. 1.
Принципиальная схема
В ней высокое напряжение формируется за счет индуктивного выброса противо-э.д.с. в катушке 1 трансформатора Т2, который возникает каждый раз после прекращения тока через обмотку 2. Это напряжение выпрямляется диодом VD4 и подается на излучатель Е1.
Рис. 1. Схема генератора отрицательных ионов.
В качестве сетевого трансформатора Т1 можно воспользоваться унифицированными, обеспечивающими во вторичной обмотке ток до 0,8 А, а Т2 легко изготовить на основе любого, используемого в генераторах строчной развертки цветных телевизоров, намотав обмотку 2 — 8...12 витков, а в качестве обмотки 1 подключить уже имеющуюся, содержащую наибольшее число витков (высоковольтную).
Схема показывает только, как можно получить высоковольтное напряжение, а для того чтобы при помощи этого напряжения создать легкие аэроионы отрицательной полярности (именно они обладают полезными свойствами), потребуется изготовить излучатель Е1. Он выполняется из провода и должен иметь много игольчатых (острых) окончаний.
Форма и размеры конструкции большого значения не имеют. Разные варианты таких излучателей можно увидеть в магазине — они входят в состав бытовых ионизаторов, изготовленных промышленностью (так называемая “люстра Чижевского А. Л.”).
При небольших размерах излучателя для ускорения циркуляции воздуха в рабочей зоне желательно установить вентилятор (мотор М1 показан на схеме), в этом случае более интенсивно проходит процесс образования аэроионов.
Литература: Радиолюбителям: полезные схемы, Книга 5. Шелестов И.П.
Ионизаторы воздуха в кондиционерах: есть ли в них польза?
В последнее время горячие споры разгорелись в среде ценителей и почитателей кондиционеров по поводу того, насколько полезны или, наоборот, бесполезны столь быстро вошедшие в моду кондиционеры с генераторами отрицательных ионов, или, попросту говоря, с ионизаторами. Этот вопрос можно было бы полностью оставить теоретикам и не обращать на него особого внимания, если бы не появились такие суждения об , которые ставят под сомнение саму целесообразность подобного технического нововведения.Казалось бы, чего только не было придумано за последние годы инженерами-изобретателями, чтобы оснастить кондиционер всеми мыслимыми и немыслимыми техническими новинками. Сколько денег и человеко-часов было потрачено для достижения одной-единственной цели - привлечения внимания именно к своему бренду, удержание любыми средствами спроса на свои кондиционеры.
Пиар или революционное достижение?
Прямо скажем, в этой бескомпромиссной конкурентной борьбе за сферы сбыта на не всегда все ее участники работают, если можно так выразиться, в белых перчатках. Очень многие технологические нововведения подаются под соусом откровенного пиара, подавая под видом революционных технологий вполне себе обычные и зачастую ничего не несущие конечному пользователю кондиционера функциональные приманки.Противоположная точка зрения на процесс ионизации.
Существует и другая точка зрения на тот же самый вопрос о достоинствах и недостатках насыщения воздуха отрицательными ионами. Так, некоторые специалисты полагают, что в процессе выделения кондиционером заряженных микрочастиц совершается процесс дезодорирования воздушной массы и одновременно с этим наполнения окружающей среды дополнительным количеством кислорода, что крайне благотворно влияет на самочувствие и эмоционально-физический настрой людей, находящихся в зоне действия кондиционера.Если принять во внимание, что, как правило, кондиционеры с установленной в них системой ионизации имеют в качестве дополнительных полезных устройств и плазменный фильтр, и способность проведения дезинфекции воздуха, и функцию сверхтонкой очистки воздуха, то становится понятным желание потребителя остановить свое внимание именно на таком кондиционере, обладающем всеми современными характеристиками по обработке воздуха.
Генератор ионов как средство борьбы с неприятными запахами.
Еще один нюанс, о котором следует помнить при , заключается в том, что считается, будто ионный генератор кондиционера способствует очищению окружающей среды от самых разнообразных болезнетворных микробов, заполняющих собой практически все пространство нашего с вами жилья. Такая весьма ценная способность кондиционера не может остаться незамеченной истинными любителями чистоты в доме.Ну и, наконец, многие из опрошенных в ходе проведенных исследований действительно считают, что воздух, обогащенный ионами при помощи кондиционера, приобретает особенный запах свежести. Многие сравнивают это ощущение с тем состоянием, которое человек испытывает, находясь вблизи большого водоема или работающего фонтана. Так или иначе, последнее слово в определении всегда остается за покупателем. Читайте также.
В общем случае генератор аэроионов состоит из источника питания, высоковольтного блока и излучателя. На рис. 1 приведена схема генератора отрицательных аэроионов аналогичного тому, который предложил известный ученый А.Л. Чижевский в 1931 году. Высоковольтный блок генератора представляет собой схему преобразования и умножения напряжения источника питания до напряжения 50 кВ. Источник питания включает в себя трансформатор Тр1, мостовой выпрямитель, а также конденсатор С1 с выходным напряжением 12 В. Сердечник трансформатора Тр1 источника собран из пластин типа ШЗО (толщина набора 20 мм). Первичная обмотка трансформатора содержит 1500 витков провода ПЭВ-0,4, вторичная обмотка - 90 витков провода ПЭВ-0,9. Вместо этого источника питания подойдет любой другой с допустимым током нагрузки не менее 1,5 А.
Обмотки трансформатора Тр2 высоковольтного блока намотаны на сердечник от строчного трансформатора телевизора (типа ТВС-110). Обмотка I состоит из 14 витков провода ПЭВ-0,8 (отвод от середины); обмотка II - из 6 витков ПЭВ-0,8 (отвод от середины); обмотка III - из 8000 витков ПЭЛ-ШО-0,8 (или из 10000 витков ПЭЛШО-0,1). В обмотке III через каждые 800 витков на провода укладывается изоляционная прокладка из фторопласта толщиной 0,1 мм (от конденсаторов типаФТ). Допускается использовать конденсаторную бумагу толщиной 0,2... 0,3 мм, намотанную в 2...3 слоя. Такими же прокладками необходимо отделить друг от друга обмотки I и II, а также II и III.
Детали.
Указанные в схеме транзисторы VT1 и VT2 (КТ837А) можно заменить транзисторами П217 с любой буквой, ГТ806 Б...Д, КТ837 с любой другой буквой. Вместо выпрямительных столбов VD5...VD10 подойдут КЦ105Д, КД201Д, Д1007. Высоковольтные конденсаторы -любые, рассчитанные на напряжение не менее 10 кВ.
Элементы генератора размещаются на монтажной плате из гетинакса или текстолита толщиной 2 мм, монтаж радиоэлементов - навесной. Корпус блока генератора выполнен из алюминия толщиной 1...2 мм, из этого же материала изготовлены радиаторы П-образной формы для транзисторов. Собранный блок размещают вблизи места подвеса излучателя так, чтобы 50-киловат-тный вывод был как можно короче. Для вывода берут высоковольтный провод автомобильной системы зажигания или телевизионный кабель РК-75 со снятой проволочной оплеткой.
Излучатель
- экран, представляющий из себя медное кольцо, к которому припаяна сетка из медного же провода диаметром 0,3...0,5 мм (диаметр проволоки кольца 2 мм). Изоляция с проводов, конечно, убирается. Сетка имеет квадратные ячейки, выпуклая часть экрана, направлена вниз (рис. 2). В углы ячеек впаяны остро отточенные отрезки медной проволоки диаметром 0,25...0,5 мм и длиной 45...50 мм. К кольцу прикреплены подвесы - 3 медных провода диаметром 1 ...2мм, развернутые под углом 120° и спаянные над центром излучателя. Подвешивается излучатель к потолку при помощи кольца, изготовленного из диэлектрического материала. Провод от высоковольтного блока подсоединяют к проводам подвески либо к кольцу. Для контроля работоспособности «люстры Чижевского» на провод сетки излучателя подвешивают ленточку из папиросной бумаги размером 10x80 мм, сложенную вдвое. При нормальной работе нижние концы ленточки расходятся на 30° и более.
Сеанс лечения отрицательными аэрои-онами проводят в хорошо проветренной и чистой комнате при температуре 18...25 °С и нормальной влажности. Первая процедура длится 10 минут, затем, увеличивая время процедуры на 2...3 минуты ежедневно, продолжительность процедуры доводят до 30 минут. Процедуры проводят ежедневно, курс лечения 20...25 процедур. К повторному курсу возвращаются, как правило, через 6...8 недель. Для профилактики заболеваний «люстра Чижевского» включается через день на 5... 10минут.
Лечение с использованием «люстры Чижевского» рекомендуется при бронхиальной астме легкой и средней тяжести; при синуситах, рините, фарингите, ларингите, бронхите, ожогах, ранах, трофических язвах, неврозах; также при повышенной утомляемости, бессоннице, головной боли.
Противопоказания:
тяжелые формы бронхиальной астмы, эмфизема легких, хроническая ишемическая болезнь сердца с явлениями декомпенсации, выраженный церебральный атеросклероз, активный туберкулез легких, резкое общее истощение организма.
Данная конструкция генератора аэроионов имеет следующие недостатки: высокая трудоемкость при изготовлении, а также необходимость периодического его отключения. Гораздо более привлекательной для самостоятельного изготовления представляется конструкция генератора, где в качестве ионизирующих электродов используется никелиновая или нихромовая проволока диаметром 0,1...0,3 мм. Применение проволоки в качестве электродов позволяет получить более равномерное, чем у игольчатых электродов, распределение аэроионов в помещении. Очень важным достоинством проволочных электродов является то, что при их работе не выделяются озон и окислы азота. При этом генераторы с такими электродами могут работать длительное время, не вызывая передозировки.
Схема генератора аэроионов, вырабатывающего постоянное отрицательное напряжение 20 кВ для питания проволочных электродов, представлена на рис. 3. В данной конструкции частота питающего напряжения 50 Гц повышается до 1000 Гц преобразователем надинисторе VS1. Шунтирование динистора диодом VD1 применено с целью уменьшения тока подмагничивания магнитопровода, что приводит к увеличению напряжения на выходе трансформатора. Таким образом, сетевое напряжение повышается при помощи трансформатора и умножителя напряжения, а затем через ограничительный резистор R4 подается на проволочные электроды.
Детали. В схеме использованы резисторы типа МЛТ; конденсатор С1 марки МБМ, рассчитанный на напряжение не менее 500 В (допускается его замена на конденсаторы типа МБГ; МБГО; К42-11; К42У-2). КонденсаторыС2...С5 - полисти-рольные типа ПОВ, но напряжением 10 кВ (допускается их замена на конденсаторы типа КБГ, К73-12). Вместо диода VD1 не возбраняется поставить какой-либо другой диод с импульсным обратным напряжением не менее 800 В, например, КД209Б или МД217. Высоковольтный трансформатор использован готовый, типа ТВС-90ПЗ. При отсутствии ТВС высоковольтный трансформатор наматывают на трубке из электрокартона с внешним диаметром 8 мм и длиной 150 мм, внутри которой располагают стержень из ферромагнитного материала (по размеру трубки). Первичная обмотка
трансформатора содержит 60 витков провода ПЭВ-0,3, намотана она прямо на каркас. Затем обмотка изолируется (обматывается) 2...3 слоями конденсаторнойбумаги или слоем фторопластовой ленты. Вторичная обмотка
содержит 5 тысяч витков провода ПЭЛШО-0,12, намотанных виток к витку (длина намотки 70 мм). Каждый слой провода вторичной обмотки отделяется от последующего одним витком фторопластовой ленты или двумя витками конденсаторной бумаги. Готовый трансформатор пропитывается парафином (допускается бакелитовый лак, а также клей БФ-2 или БФ-4). Умножитель на напряжение 18...22 кВ лучше подобрать готовый.
В качестве материала для проволочного электрода подойдет проволока из нихрома, никелина, константана или другого сплава с высоким удельным сопротивлением. Провода электрода располагают по периметру помещения. Разрешается натяжение одинарного электрода по диагонали или посередине потолка, но в этом случае эффективность генератора уменьшается примерно на треть.
При подвеске проволочного электрода в комнате следует соблюдать определенные требования. Так, расстояние провода от стен должно быть более 300 мм; от потолка - более 500 мм; между проводами - более 2500 мм. Высота проводов от пола - 2500 м. При нарушении этих требований уменьшается число генерируемых аэроионов и ухудшается равномерность их распределения в помещении.
Крепление проводов в углах осуществляется при помощи отрезка лески с металлической шайбой на конце (рис. 4). Таким образом, провода, прикрученные к одной шайбе, не могут не замкнуться, то есть образуют единый контур. Свободный конец каждой лески крепится к стене. Для стандартных жилых комнат обычно хватает четырех растяжек. На проволочном электроде нежелательно образование узелков; легкое провисание на эффективность генератора не влияет.
Монтаж высоковольтного выпрямителя производится на плате из текстолита или гетинакса толщиной 2 мм; корпус выпрямителя вырезается из листового металла толщиной 1...1,5 мм. Выпрямитель
подвешивается на стену на такой же высоте, что и провод. Ограничительный резистор и проволочный электрод соединяются отрезком высоковольтного провода длиной 150...250 мм (высоковольтный и электродный провода соединяют, наматывая на них несколько витков медного провода ПЭВ-0,2 с удаленной изоляцией).
Концентрация отрицательных ионов в зоне дыхания у данного генератора достигает 800 000 ионов/см3. Для контроля за работой генератора на электродном проводе крепят ленточку из папиросной бумаги (как и в случае «люстры Чижевского»).
Еще проще в изготовлении генератор отрицательных аэроионов, схема которого показана на рис. 5. Сборка его аналогична генератору, приведенному на рис. 3, с той лишь разницей, что число витков во вторичной обмотке трансформатора при самостоятельном его изготовлении составляет 2000 витков. Концентрация ионов данного генератора 300 000 ионов/см3.
Электрически заряжает молекулы воздуха и работает на высоком напряжении. Отрицательные ионы, или анионы – это частицы с одним или более дополнительными электронами, передающие частицам полный отрицательный заряд. Катионы – это положительно заряженные ионы, у которых отсутствует один или более электронов, что создает полный положительный заряд. Большинство коммерческих очистителей воздуха вырабатывают отрицательные ионы. Еще один тип ионизатора воздуха – это ионизатор ESD, или сбалансированный генератор ионов, который нейтрализует статический заряд.
Советский ученый и изобретатель Александр Чижевский создал так называемую люстру Чижевского в 1918-м г. Она была первым современным ионизатором.
Видео об ионизаторе воздуха
Ионные воздухоочистители
На изображении ионизатор и очиститель воздуха со снятыми пластинами сборки пыли.
Ионизаторы воздуха применяют в очистителях воздуха. Пылинки притягиваются к электродам под действием, подобно статическому электричеству. Эти ионы являются де-ионизированными при поиске заземленных проводников, которыми выступают стены и потолок. Чтобы повысить эффективность этого процесса, некоторые коммерческие приборы оснащают такими поверхностями внутри устройства. Частота нозокомиальных инфекций в Британских больницах подтолкнула Национальную службу здравоохранения (NHS) к исследованию эффективности анионов для очищения воздуха. Пандемия тяжелого острого респираторного синдрома повысила спрос на ионизаторы для домашнего пользования на Дальнем Востоке и Японии. Там многие товары были оснащены генераторами отрицательных ионов, например зубные щетки, холодильники, кондиционеры воздуха, очистители воздуха и стиральные машины . Для таких приборов нет специфических стандартов. Производитель ноутбуков ASUS установил встроенный ионизатор воздуха в модель N51Vf.
Ионы и озон
Не следует путать ионизаторы с генераторами озона, даже если оба устройства работают аналогично. В ионизаторах обычно применяют электростатические пластины для выработки положительно или отрицательно заряженных ионов газа, например, N 2 - или O 2 - , и частицы слипаются под действием, подобному статическому электричеству. В генераторах озона дополнительный ион кислорода притягивается к молекуле O 2 . Эти генераторы работают на основе лампы коронного разряда или ультрафиолетового излучения. Даже самые лучшие ионизаторы вырабатывают небольшое количество озона.
При высокой концентрации озон может быть токсичным для бактерий, распространяющихся по воздуху, и может разрушить или уничтожить эти иногда инфекционные организмы. Однако допустимая концентрация является достаточно токсичной для человека и животных, поэтому Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств США настоятельно требует не использовать озонотерапию в качестве медицинского лечения. Оно предприняло действия против тех, кто не выполняет это требование. Озон является высокотоксичным и чрезмерно активным газом. Средняя суточная доза свыше 0,1 м.д. (0,2 мг/м3) не рекомендуется, и она может повредить легкие и даже клетки обонятельных луковиц.
.jpg)
На фото представлен эффект стерилизации воздуха с отрицательно заряженными ионами в камере, наполненной бактериями Salmonella enteritidis. Образец слева не обработан, образец справа обработан.
Судебное разбирательство Consumer Reports
Некоммерческий журнал о тестировании товаров в США Consumer Reports опубликовал в октябре 2003-го г., что ионизаторы воздуха не соответствуют достаточно высоким стандартам по сравнению с обычными HEPA-фильтрами. Исключением оказался совмещенный прибор, который работал на воздуходуве, с помощью которого воздух перемещается в процессе его ионизации. В ответ на эту публикацию The Sharper Image, производитель ионизаторов воздуха помимо других товаров подал в суд на Общество потребителей (издателей Consumer Reports ) за диффамацию товара. Журнал дал «отрицательную оценку» Ionic Breeze и другим популярным приборам за их низкий коэффициент подачи чистого воздуха (CADR). CADR измеряет количество очищенного воздуха, циркулирующего в течение короткого периода времени и первоначально был предназначен для измерения коэффициента средних очистителей воздуха. The Sharper Image заявил, что этот тест был неудачным способом оценки Ionic Breeze, поскольку он не берет в расчет другие особенности, например 24-часовое длительное очищение , простоту в обращении и режим тихой работы. Федеральный районный суд США Северного округа в Калифорнии впоследствии отклонил жалобу The Sharper Image и закрыл дело по причине, что The Sharper Image не удалось доказать ложность всех заявлений, сделанных Consumer Reports . По окончательному решению суда в мае 2005-го The Sharper Image должен был заплатить 525 000 USD Обществу потребителей за судебные расходы.
