1、摘 要 通过对国内家用制氧机制造和销售厂家的调研，总结了各厂家的技术特点和优势，结合国际和国内同行业标准，指出了国内家用制氧机发展面临的困难和瓶颈，分析了家用制氧机在国内的应用现状和发展趋势。关键词：家用制氧机；物理制氧；变压吸附近年来，随着人民生活水平的提高，人们对自身的健康更加关注，其中氧疗和氧保健作为增强体质、预防疾病的一种新技术正逐渐被接受和推广。家用制氧机这一新兴行业也随之悄然兴起，并表现出了强劲的增长趋势。目前，家用制氧机已广泛应用于心血管疾病、脑血管疾病、呼吸系统疾病、高原反应与高原病、老年病、儿童呼吸道感染疾病、睡眠性低氧血症及煤气中毒缺氧等疾病的配合治疗；适用于家庭、保健站、
2、卫生所、医院、疗养院、干休所、美容院、健身中心、酒吧、氧吧、宾馆、高原哨所、体育训练中心等场所；是广大学生、白领、运动员、老年人、孕妇、胎儿等进行脑力和体力恢复、辅助治疗和生理保健的家庭伴旅。1 家用制氧机分类家庭供氧方式主要包括氧气瓶、氧气袋和家用制氧机，而家用制氧机根据工作原理不同可以分为物理制氧和化学制氧两大类。化学制氧机结构简单，操作方便，近几年国内发展较快；物理制氧不需要化学物质，以空气为原料，是理想的供氧方式，国外发展较快，主要采用膜分离和变压吸附工艺。1.1 化学制氧(1) 化学试剂化学试剂产氧主要用于急救，如果用于家庭氧疗保健，维护费用高，而且容器清洗频繁，产氧量不均匀，并不是
3、一个很好的选择。(2) 电解水家用电解水能耗一般为 13 kWh/Nm3 O2，其耗能大的特点让消费者无法接受，只有在电力充足(如风电、水电、太阳能等) 的场所使用才有优势，而且，电解水制氧同时要产生氢气，存在燃爆危险，虽然一些厂家采用专利技术进行脱氢，但是在长期使用过程中，由于老化或故障等因素仍不能排除其安全隐患。(3) 电子双极式制氧电子式双极制氧耗能虽较电解水小，但其强酸或强碱环境与铅蓄电池无异，安全性差，需专业人员维护，制氧机寿命低，产氧量小，产生的氧气中含有酸性或碱性气体，对环境污染严重。1.2 物理制氧(1) 氧气瓶、氧气袋氧气瓶、氧气袋供氧是传统深冷法制氧方式的一种延展，深冷法以
4、空气为原料，利用氧、氮沸点不同，通过精馏方式将氧、氮分离，所产氧气纯度高。在使用过程中，通过高压气瓶输送到各医院，氧气通过混流排或减压器减压限流，经过湿化瓶后供病人吸用。氧气袋与氧气瓶结合使用，可以方便携带，不限于氧气瓶附件，扩大了吸氧区域。因此，这种吸氧方式氧源供应存在问题，必须在邻近医院场所，更换频繁。(2) 膜分离膜分离是指气体混合物通过高分子膜材料时，由于气体在膜中的溶解度和扩散系数不同，导致不同的气体在膜中的相对渗透速度不同，实现氮、氧分离。膜式制氧机耗能少、体积小、重量轻、噪音低、便于携带，产生的氧清新洁净，但由于膜式制氧机制得的氧气浓度较低，通常为 30 40%，只能作为保健氧使
5、用。(3) 变压吸附变压吸附是利用不同压力下吸附剂对空气中氧、氮的吸附容量和选择性不同进行氮、氧分离。变压吸附式制氧机产氧浓度可以达到 95%，并且能够通过调整流量实现对浓度的控制，即使在高原大气稀薄的地区也能实现高浓度供氧。家用制氧机由于使用环境限制，主要为以上几种供氧方式，而氯酸盐氧烛、超氧化物等化学试剂制氧和磁力制氧、生物制氧等方法由于不适合家用而被淘汰。2 国内家用制氧机生产厂家国内家用制氧机种类很多，产地主要集中在沈阳、北京、上海、江浙一带，此外，天津、湖南、成都也有一些民用和军用制氧机厂家进行生产和销售。2.1 现状分析根据统计材料分析，国内家用制氧机厂家多采用变压吸附式制氧，不同
6、厂家根据市场需求，进行了不同规格型号产品的设计开发和生产。其中电解水制氧、电子双极式制氧、膜制氧和化学试剂制氧厂家较少，大部分为变压吸附式制氧。2.2 家用变压吸附式制氧机特点目前，家用变压吸附式制氧机主要有以下几个特点：(1) 采用低气压下高吸附性能的分子筛由于空气压缩机提供的气源压力低、温升小，因此，不容易进行气、水分离，对气源的冷却多采用风冷方式。为了适应气源压力低的特点，各厂家多采用粒径小、动态吸附性能好、低压下具有高效吸附性能的分子筛，如法国 CECA 公司的 N51，保证分子筛在较低吸附压力实现氮、氧高效分离。(2) 压力传感控制吸附分离过程中，由于环境温度和压力、控制阀位置、机械
7、磨损、管路和阀的泄漏等因素的改变影响了吸附塔内部压力变化的对称性，出现局部压力过高、吸附塔提前穿透等工况，导致产氧量减少，浓度下降。针对此问题，目前，多数厂家采用高灵敏度压力传感器对吸附塔实现压力控制。(3) 与国际标准接轨目前，多数厂家都严格按照 ISO 8359 标准进行设计、制造和生产，如氧气浓度监测、累计时功能，体现了企业开拓国际市场的发展策略和产品定位方针，而仅遵循 YY/T 0298 标准的厂家则限制了其产品进行国际竞争的能力。(4) 结构高度集成家用制氧机为了减小体积和重量，在结构上进行了高度的集成，主要表现为：通过底板上的沟槽替代气体管路；通过旋转阀或嵌入阀替代多个阀门；通过薄
8、金属片替代单向阀；通过一体化替代储氧罐和吸附塔。3 家用制氧机发展趋势随着中国老龄化的发展，家用制氧机作为家庭保健和氧疗的工具，已成为老年人的“老来伴”，未来几十年，制氧机将会作为消费品进入各个家庭，制氧机在自身发展方面也将面临新的发展趋势。从统计分析表明，家用制氧机将以膜式和变压吸附式为主，而变压吸附式将占据主流，家用制氧机预计会在以下几个方面取得进展：(1) 功能多样在功能方面，除了满足标准中规定的性能，如氧浓度监测、累计时、报警（断电、高温、高气压、低气压） 、湿化、雾化等功能外，还将考虑美观、适用、科学、舒适的生活方式，加入如遥控、定时、臭氧消毒、音乐播放、耳麦式吸氧等功能。(2) 微型便携家用制氧机由于其体积重量较大，不便于携带，对于出行旅游、散步的老人来讲，还是有不足之处。(3) 高度集成家用制氧机目前采用部件组装模式，气路对产氧过程造成一定的阻力，增加了重量和体积，各部件之间很难保证气密性，故障率高。将气路集成，如同电路板一样进行沟槽式设计，既美观又适用。4 结论根据市场调研资料统计和分析，国内家用制氧机市场将以变压吸附式和膜式制氧机为主，且变压吸附将占主要优势；在电力充沛的区域，电解水也是一种很好的选择；化学试剂制氧在急救中将会发挥重要的作用。变压吸附式制氧将向小型、集成、节氧和多功能方向发展。不久将来，家用制氧机必将作为一种保健氧疗家电产品“飞入寻常百姓家”。
