Генератор озона для автомобиля или как сделать озонатор для очищения воздуха своими руками

Прошлым летом из системы вентиляции в моей машине пошел неприятный запах – признак того, что в испарителе появился плесневый грибок. К сожалению, добраться до испарителя трудно, поэтому его чистка представляет собой проблему.

Я попробовала несколько коммерческих средств, и пришла к выводу, что большинство из них неэффективны.

  1. Два разных дезинфицирующих спрея продавались как очистители автокондиционеров. Они довольно просты в использовании: оставляете их в машине с включенным кондиционером, пока баллон распыляет средство. К сожалению, пару дней спустя запах возвращался. Мне кажется, эти спреи – смесь отдушки (после них в машине был сильный цитрусовый запах) и легкого дезинфицирующего средства, вроде изопропанола. Изопропанол против грибков практически бесполезен, особенно если они появились в испарителе.
  2. Спрей с длинной трубкой, чтобы распылять состав непосредственно на испаритель. Такие спреи можно купить во многих мастерских из-за простоты и удобства их использования. Они удаляют из испарителя органические вещества и обладают фунгицидными свойствами. Но для этого должен быть доступ к испарителю, а у меня его нет. Чтобы до него добраться, пришлось бы проделать много дополнительной работы. И еще, этими средствами нельзя чистить вентиляционные каналы.

Пообщавшись с механиком, я узнала, что многие мастерские используют генератор озона для уничтожения неприятного запаха в машинах, где нет доступа к испарителю. Их используют для устранения сигаретного и других неприятных запахов в салоне. Благодаря своему газообразному состоянию, быстрому периоду распада и высокой химической активности, озон достигает испарителя, уничтожает плесневые грибки и исчезает без следа спустя несколько часов. Так как профессиональные генераторы озона и услуги очистки с их помощью достаточно дороги, я решила собрать свой автомобильный озонатор воздуха из доступных материалов.

Если у вас дома, в машине или в фургоне неприятный запах, просто соберите озонатор воздуха своими руками.

Шаг 1: Предупреждение

  1. Занимаясь данным проектом, вы будете иметь дело с высоким напряжением (110/220 В и до нескольких кВ) для синтеза озона, опасного для здоровья вещества. Обязательно используйте УЗО (устройство защитного отключения) во время сборки, испытаний и эксплуатации прибора. Убедитесь, что все металлические корпусы разных систем генератора надлежащим образом заземлены. Для перестраховки используйте портативное УЗО, подобное этому.
  2. Озон – опасное и очень агрессивное вещество, повреждающее слизистые оболочки и дыхательные пути при концентрации всего 2 мг/м3 (1 ppm). К счастью, характерный запах озона человек улавливает при концентрации газа ниже 0,2 мг/м3 (0,1 ppm). Значит, вы почувствуете газ задолго до того, как его концентрация станет опасной. НИКОГДА не включайте прибор в закрытом помещении, где есть люди и животные (включая вас и ваших питомцев) и проветривайте помещение еще несколько часов, прежде чем зайти в него!

Шаг 2: Способы образования озона

Большинству из нас термин «озон» знаком по такому понятию как «озоновый слой» — слой газа, образующийся естественным путем, и защищающий нашу планету от солнечного ультрафиолетового излучения.

Молекула озона состоит из атомов кислорода. Но, в отличии от обычной молекулы кислорода, молекула озона собрана не из двух, а из трех атомов. Химики называют подобное явление аллотропией. Хотя разница кажется незначительной, газ озон намного активней химически, чем обычный кислород. Молекула озона метастабильна и распадается с выделением тепла согласной следующей формуле: 2 O3 → 3 O2 ΔHf0= -286 кДж

Чтобы вам было понятнее – при распаде двух молей О3 (96 г озона) выделившейся энергии хватит, чтобы нагреть 1 кг воды с 10° до 80° (исключая другие источники тепла).

Шаг 3: Теоретическая часть

Как уже было сказано, озон – нестабильный газ, он распадается до кислорода без участия в реакции других веществ. Следовательно, существование и хранение озона в обычных условиях невозможно. Для использования озона, его нужно генерировать непосредственно на месте.

Существуют три источника озона:

1 — молекулы обычного кислорода, подвергнутые жесткому УФ-излучению в верхних слоях атмосферы. Высокоэнергетическое излучение расщепляет связь в молекуле О=О и образуются два радикала, реагирующие с другими радикалами до образования озона. Можно купить генераторы озона, основанные на УФ-излучении, в основном для дезинфекции воды, например такой. Но для дезодорации помещений вырабатываемого ими объема озона будет недостаточно.

2 — в присутствии оксида азота и летучих углеводородов озон может образовываться в нижних слоях атмосферы. Эта смесь ядовита для человека, животных и растений, и известна как «фотохимический смог». NO2, оксид азота (IV), выделяемый в результате работы двигателей внутреннего сгорания и топливных теплосистемах, разлагается под действием УФ-лучей до оксида азота (II) NO и озона О3.

NO2 → O + NO
O2 + O → O3

Этот процесс полностью обратим – в присутствии углеводородов (например, не полностью сгоревшее топливо) NO снова превращается в NO2.

R-CH3+ 2 O2 + 2 NO → R-CHO + 2 NO2 + H2O

С усовершенствованием двигателей внутреннего сгорания и установкой каталитических конвертеров выбросы в атмосферу углеводородов и оксида азота (IV) значительно снизились.

3 – под действием электричества. Запах, появляющийся при работе старого лазерного принтера, в присутствии электрической дуги или неподалеку от места, куда ударила молния – запах озона. Общее у всех этих процессов – высокая степень ионизации воздуха, в это время могут выделяться большие объемы озона. Большинство генераторов озона основаны не на электрических дугах, так как ими трудно управлять, и они являются причиной быстрого разрушения материалов, а на коронных разрядах.

Я нашла несколько неплохих генераторов озона. Для своего я решила купить один из этих, так как он достаточно дешевый, легкий и весьма производительный – в описании заявлено 10 г/час. Для дезодорации салона автомобиля достаточно 0,5 г/час, а профессиональные устройства для обработки помещений вырабатывают 5-10 г/час.

Шаг 4: Схема расположения электрокомпонентов

По картинке понятно, что схема расположения компонентов весьма проста – панели генератора заключены в металлический корпус вместе с двумя мощными вентиляторами, установленными у задней стенки корпуса, охлаждающими всю систему и выдувающими образовавшийся озон за пределы корпуса. Релейная панель вместе с платой Arduino Uno осуществляют контроль всей системы. Два пятипозиционных вращающихся переключателя регулируют уровень мощности и время работы.

Используем резисторную схему, чтобы оставить несколько свободных вводов-выводов платы Arduino, и аналоговые вводы для чтения позиций переключателя. Кнопка «Start» используется для запуска генератора, несколько диодов для индикации работающей в данный момент панели и работы вентиляторов. Кнопка «boost» используется для режима мощного старта (обе панели работают в течении десяти минут) и поддержания сниженного уровня выработки газа. Этот режим нужен, если вам нужно, например, создать в салоне автомобиля высокую концентрацию озона, с дальнейшим сниженным уровнем газообразования в течение нескольких часов.

Генератор озона использует переменный ток мощностью 220В для панелей и питает 12В преобразователь прямого тока для контроллера Arduino и вентиляторов.

При сборке генератора нужно учесть три важных момента:

  1. Вентиляторы должны быть достаточно мощные, чтобы охлаждать панели генератора и доставлять к ним свежий кислород. Я использовала два 80мм кулера для серверов. Также 12В источник питания должен быть достаточно мощным, чтобы питать вентиляторы, контроллер Arduino и реле.
  2. «Высокое напряжение» (генераторы озона используют до нескольких кВ) означает, что могут возникнуть мощные электрические разряды. Держите кабель на расстоянии минимум 5 см от панелей генератора. Если вы используете металлический корпус (я использовала из соображений пожарной безопасности), удостоверьтесь в правильности заземления.
  3. Генераторы озона в процессе работы создают электрические помехи, которые могут повредить мелким электрическим компонентам. Убедитесь, что контроллер Arduino и релейная панель находятся на расстоянии от генератора. Я решила расположить преобразователь прямого тока между этих двух систем, чтобы его заземленный металлический корпус служил барьером.

Шаг 5: Сверлим отверстия в крышках корпуса

Я использовала кольцевые насадки на дрель, чтобы сделать отверстия в крышках корпуса под кнопки, кабель питания, воздухозаборники и отверстия под выходы вентиляторов. Очень удобно сверлить металлические крышки, если зажать их между двумя кусками досок. Для наведения дрели я использовала распечатанные чертежи передней и задней крышек.

Шаг 6: Электрическая схема и кодирование контроллера

Я выкладываю фотографию проводки и электросхему, чтобы вам удобно было продумывать свою проводку. Ниже я дам коды для Arduino.

Я испытала генератор пару месяцев назад. Поставила его в пассажирской зоне салона своего автомобиля, кабель питания вывела наружу через приоткрытое окно, загерметизировав щель скотчем, и включила кондиционер. Если в вашем кондиционере есть угольный фильтр, его нужно предварительно снять, иначе он адсорбирует практически весь выработанный озон. После работы генератора в режиме минимальной мощности в течении 120 минут, я выключила генератор (для этого можно встроить в схему таймер) и открыла все двери для проветривания. Примерно через четыре часа запах озона выветрился полностью и салон машины пах как новенький. Пока запах плесени не вернулся.

Если вы столкнулись с подобной проблемой, имейте ввиду также и этот вариант решения.

Файлы

Автор: mashulya4jc

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *