过去十余年间，臭氧技术逐渐被广泛应用于供暖、通风与空调（HVAC）系统中。室内空气采用臭氧处理之所以受到行业高度关注，主要源于以下几方面因素：公众对改善室内空气质量（IAQ）的意识显著提升；建筑气密性提高及进入HVAC系统的新风量减少，导致IAQ问题日益突出；社会对吸烟行为的容忍度降低，同时人们意识到多种常见化学品会劣化IAQ；新一代臭氧发生器与臭氧监测仪的技术进步，使得系统自动控制成为现实；得益于节能及其他综合效益，臭氧处理系统的投资回报具备较强吸引力。
截至目前，臭氧处理技术已成功应用于棋牌室、大型餐饮娱乐场所（包括餐厅、展厅、保龄球中心）等场景。用户普遍反馈，构建并维持高水准空气质量系统的投资回报率相当可观。此外，在鸡尾酒廊、酒馆、机场吸烟区，乃至大规模商业化动物饲养的高科技设施中也已完成。
臭氧的安全性及其浓度控制
臭氧应用的核心问题在于安全性。公共区域内的臭氧浓度必须严格控制在有害阈值以下，这需要通过将新一代臭氧发生器与监测设备集成为一套自动控制系统来实现。
业界普遍认为的安全臭氧浓度范围为 0.05–0.10 ppm。实际应用中，大多数配备自动控制的臭氧化HVAC系统被编程设定为不超过 0.03–0.05 ppm。这一浓度水平不仅低于许多地区室外自然存在的臭氧浓度，而且恰好足以显著降低挥发性有机化合物（VOC）。另外，在接入臭氧发生器的送风管道内部，臭氧浓度通常高达 0.3–0.5 ppm。在此高浓度区域，细菌、霉菌、霉变及VOC均得到大福减少；而由于臭氧的自然分解反应及其半衰期特性，当其到达回风管道时浓度已降低约一个数量级，最终在整个HVAC系统内实现污染物的有效控制。
早期技术探索与系统设计演变
早期涉足臭氧化空气处理的企业多为传统工业空气过滤设备及耗材供应商。对他们而言，利用臭氧传感器/控制器来调节HVAC系统中的臭氧发生器，本质上是恒温器控制理念的自然延伸。
早期的技术路线多强调采用双重监测/控制策略：一种传感器用于监测需从空气中去除的VOC（例如香烟烟雾中的气态污染物），另一种用于监测执行净化作用的臭氧浓度。这一方法在理论层面颇具吸引力，但在实际应用中需谨慎对待。问题在于：大多数VOC传感器对臭氧具有一定交叉敏感性（臭氧会导致其读数偏低），而几乎所有臭氧传感器对VOC也相当敏感（VOC同样会导致其读数偏低）。
所以，许多系统设计者最终选择仅使用单一传感器——通常为臭氧传感器——来控整个系统。其核心理念是：无论VOC浓度处于何种水平，只要臭氧浓度未超过安全限值，就保持臭氧发生器持续运行。如果环境中存在可测量的臭氧浓度，则说明过量的臭氧已被VOC消耗掉了。
大型HVAC系统中的应用实践
大型HVAC系统通常需要重点处理香烟烟雾带来的污染问题。传统方式中：
过滤：可去除颗粒物及少量吸附于灰尘表面的气相污染物，但无法去除大部分气态污染物；针对烟草烟雾颗粒的高效过滤器对气流阻力影响较大。
高通风率：采用100%新风且无循环的系统可通过稀释作用减少颗粒物，但对VOC的降低效果有限；即便配备能量回收通风机，此类系统仍会浪费大量能源。
活性炭吸附：可有效去除流经炭层空气中的VOC，但在重度吸烟环境中更换成本高昂。
相比之下，臭氧技术在减少VOC方面比活性炭更为高效，且无更换费用。臭氧还能氧化表面残留的VOC、减少对新风的需求，并凭借类似“恒温器”的效应，有效抑制冷凝水盘、盘管、热交换器及管道内部微生物的滋生。
人员活动区域内空调空气的停留时间通常约为15分钟，大致相当于臭氧在此类环境中的半衰期。实际数据显示，从送风管道到回风管道，臭氧浓度通常下降约 90%，而非根据半衰期预测的约50%。可见，大部分臭氧已与VOC发生了化学反应。
当通过臭氧处理有效降低了VOC水平后，即使区域人员密度增加，也无需额外增大新风量，从而避免了为加热或冷却额外新风所消耗的能源。
用于关闭臭氧发生器的臭氧监测/控制器通常安装于回风管入口处——这通常是代表房间内人员实际吸入空气的最具代表性的采样点。
系统集成与节能效益
在合理实施的前提下，臭氧在气体、气味及VOC控制方面展现出优于当前任何其他方法的技术优势；同时具备其他策略所不具备的附加收益；并且由于无更换滤料费用、降低了新风加热和冷却需求，其全生命周期成本更低。
典型系统工作流程如下：
臭氧被注入中央空调系统；
臭氧发生器受臭氧传感器控制：当VOC浓度过高时启动，当臭氧浓度过高时关闭；
二氧化碳传感器在CO2浓度超过设定值时，会触发新风引入指令；
空调系统能耗较高，尤其是在室外温度超过40°C的炎热月份；
所有系统和组件由计算机化楼宇控制系统（BCS）统一调度；
臭氧监测仪可采用高分辨率臭氧传感器（如OX-B431/OX-B431+），将人员活动区域内的臭氧浓度保持在0.05 ppm以下。
需要借助臭氧处理最小化的VOC包括：香烟烟雾、新风中携带的航空燃油及汽车尾气污染物，以及建筑物内部化学品（油漆、地毯、清洁剂等）释放的气味。
实际运行发现与节能效果
在某大型项目中（如机场航站楼），系统运行约一年后取得以下初步成果：
空气质量显著改善：旅客及员工均注意到令人愉悦的空气质量，完全消除了繁忙机场常见的气味问题。
显著的成本节约：用臭氧技术替代活性炭过滤器，节省了大量更换成本。活性炭过滤器不仅价格高昂，而且占用宝贵的设备空间。
可观的节能效果：通过减少新风需求实现了显著的能源节约。一个意外发现是，在不影响二氧化碳浓度标准的前提下，新风量可减少高达 50%。臭氧对VOC的破坏作用足够显著，能够在完全不降低建筑物空气质量感知的前提下，大幅降低新风需求。据估算，节能效果应在约一年内收回臭氧设备的全部投资成本。
降低维护成本：由于管道内几乎无霉菌和霉变积累，HVAC系统的管道清洁等工作量大幅减少。
结语
臭氧监测与控制技术为HVAC系统提供了一种高效、经济的空气净化解决方案。在严格的安全浓度控制下，该系统能够在保障人员健康的同时，显著降低VOC水平、减少新风能耗、替代昂贵的活性炭过滤介质，并抑制微生物滋生。随着传感器技术及自动控制系统的不断成熟，臭氧处理在暖通空调领域的应用前景值得持续关注。想了解更多HVAC系统臭氧监测传感器，可以联系工采网技术团队。
转载请注明出处：传感器应用_仪表仪器应用_电子元器件产品 – 工采资讯 http://news.isweek.cn/45880.html
