國際銅業(yè)協(xié)會(huì)空調(diào)項(xiàng)目部 高屹峰
摘要：本文以上海地區(qū)風(fēng)機(jī)盤管和房間空調(diào)器實(shí)際使用現(xiàn)場衛(wèi)生情況調(diào)查為基礎(chǔ)，提出房間內(nèi)空調(diào)器的主要構(gòu)件為風(fēng)機(jī)、換熱器、過濾網(wǎng)和凝結(jié)水盤等裝置，在夏天進(jìn)行能量交換時(shí)，構(gòu)成了各類微生物孳生的理想場所，導(dǎo)致室內(nèi)二次污染，威脅人體健康。并闡述了銅金屬的抗菌特性及銅箔對(duì)軍團(tuán)菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌及生命力最強(qiáng)的真菌－白色念珠菌的抑制作用。提出在后SARS時(shí)期為了防治微生物通過空調(diào)系統(tǒng)的傳播，加強(qiáng)公共場所空調(diào)系統(tǒng)的衛(wèi)生管理，空調(diào)系統(tǒng)的換熱翅片、過濾網(wǎng)和冷凝水盤等應(yīng)合理使用具有抗菌作用的銅材料。并對(duì)銅翅片在分體空調(diào)系統(tǒng)中的優(yōu)良換熱性能進(jìn)行了模擬分析：優(yōu)化設(shè)計(jì)的銅管銅翅片換熱性能相對(duì)傳統(tǒng)銅管鋁翅片換熱器能提高20%以上。關(guān)鍵詞：
1．空調(diào)系統(tǒng)部件中微生物污染狀況
由于空調(diào)系統(tǒng)的一些部件在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生凝結(jié)水，往往給微生物的繁殖創(chuàng)造了條件。比如在中央空調(diào)系統(tǒng)的末端裝置風(fēng)機(jī)盤管中，房間空調(diào)器中，微生物會(huì)在過濾網(wǎng)，換熱器及冷凝水盤中大量繁殖，造成室內(nèi)環(huán)境的二次污染。
根據(jù)國際銅業(yè)協(xié)會(huì)和上海市疾病預(yù)防控制中心環(huán)境衛(wèi)生科聯(lián)合對(duì)上海地區(qū)風(fēng)機(jī)盤管和房間空調(diào)器實(shí)際使用現(xiàn)場衛(wèi)生情況調(diào)查，細(xì)菌、霉菌在空調(diào)系統(tǒng)中均存在不同程度的生長，無論中央空調(diào)末端、分體壁掛機(jī)及分體柜機(jī)空調(diào)，他們的細(xì)菌總數(shù)及霉菌總數(shù)均能檢出，說明普遍存在一定程度的污染。特別在非典之后，整個(gè)公共場所的衛(wèi)生已得到充分重視，在人們的衛(wèi)生意識(shí)逐漸加強(qiáng)的前提下，仍然檢出大量的細(xì)菌，包括金黃色葡萄球菌、芽孢桿菌和軍團(tuán)菌等，可見問題依然十分嚴(yán)重。具體情況如表1、表2和表3所示：
其中，金黃色葡萄球菌中產(chǎn)毒的金葡菌為致病菌能導(dǎo)致感染和炎癥反應(yīng)，空調(diào)系統(tǒng)中金黃色葡萄球菌平均檢出水平在10％左右，應(yīng)引起我們的重視。芽孢桿菌是條件致病細(xì)菌，檢出率極高，達(dá)到88％以上。軍團(tuán)菌在風(fēng)機(jī)盤管中的檢出率為1.72%(1/58),而在家用空調(diào)的檢出率為9.38%（3/67），軍團(tuán)菌會(huì)導(dǎo)致軍團(tuán)菌病，它是肺炎的一種。
房間內(nèi)空調(diào)器的主要構(gòu)件為風(fēng)機(jī)、換熱器、過濾網(wǎng)和凝結(jié)水盤等裝置。在夏天進(jìn)行能量交換時(shí)，室內(nèi)換熱器表面的溫度通常為5~20℃，為細(xì)菌繁殖的最佳溫度區(qū)；加上冷凝水導(dǎo)致的潮濕微小環(huán)境，構(gòu)成了各類微生物孳生理想場所。所以，過濾網(wǎng)、換熱器和冷凝水盤變成居住房間的藏污納垢之處，導(dǎo)致室內(nèi)二次污染，并威脅人體健康。同時(shí)，就微生物危害而言，室內(nèi)空氣較室外空氣有更大的危險(xiǎn)性。
2．銅的抗菌特性
抗菌通常具有以下列含義：（1）以生活環(huán)境中生息的細(xì)菌為對(duì)象，其抗菌效果可續(xù)數(shù)年甚至數(shù)十年；（2）殺菌能力在通常殺菌水平之下，靜菌水平之上；（3）能夠長期保持生活環(huán)境的衛(wèi)生性。根據(jù)成分的不同，抗菌劑可以分為天然、有機(jī)和無機(jī)三大類型。銅是優(yōu)良的無機(jī)抗菌劑，原子量63.54，比重8.92。銅抗菌的主要機(jī)理為：（1）接觸反應(yīng)，即抗菌制品中的銅離子與細(xì)菌接觸反應(yīng)后，造成微生物固有成分破壞或產(chǎn)生功能障礙。（2）光催化反應(yīng)，在光的作用下，銅離子能起到催化活性中心的作用，激活水和空氣中的氧，產(chǎn)生羥基自由基（.0H）和活性氧離子（O-2），短時(shí)間內(nèi)破壞細(xì)菌的增殖能力而使細(xì)胞死亡，從而達(dá)到抗菌的目的。
根據(jù)國際銅業(yè)協(xié)會(huì)和上海市疾病預(yù)防控制中心環(huán)境衛(wèi)生科對(duì)空調(diào)器用銅箔和鋁箔的抑菌試驗(yàn)表明：銅箔能對(duì)細(xì)菌中軍團(tuán)菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌及生命力最強(qiáng)的真菌－白色念珠菌產(chǎn)生抑制作用：
而抗菌鍍層鋁箔僅對(duì)大腸桿菌有抑制作用，普通鋁箔對(duì)所有的試驗(yàn)菌株均沒有抑制作用。
3．空調(diào)系統(tǒng)中使用銅材的展望
當(dāng)前，《家用和類似用途電器的殺菌消毒通則》的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)已進(jìn)入征求意見階段，后SARS時(shí)期人們對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的微生物孳生狀況進(jìn)行了進(jìn)一步反思，為了防治微生物通過空調(diào)系統(tǒng)的傳播，加強(qiáng)公共場所空調(diào)系統(tǒng)的衛(wèi)生管理，空調(diào)系統(tǒng)的過濾網(wǎng)、表冷器、加熱（濕）器、冷凝水盤等宜采用抗菌材料或表面進(jìn)行抗菌處理，并且使用的抗菌材料的抗菌性能耐久性應(yīng)與相應(yīng)的空調(diào)系統(tǒng)部件的有效壽命一致。 近來針對(duì)銅的抑菌作用，日本已開發(fā)出空調(diào)紫銅過濾棉等新型過濾網(wǎng)材料。新型銅管銅翅片換熱器的相關(guān)抑菌性能和優(yōu)良傳熱性能也在研究中。例如，根據(jù)國際銅業(yè)協(xié)會(huì)和上海交通大學(xué)聯(lián)合對(duì)房間空調(diào)器用換熱器的傳熱性能計(jì)算機(jī)模擬分析表明：當(dāng)用銅翅片代替鋁翅片時(shí)，換熱器的傳熱系數(shù)增加；當(dāng)翅片厚度越小、翅片高度越大、空氣側(cè)換熱系數(shù)越大時(shí)，全銅換熱器相對(duì)于銅管鋁片換熱器的傳熱增強(qiáng)效果越明顯。典型工況下，當(dāng)翅片厚度為0.1mm、翅片高度為15.0mm、制冷劑側(cè)換熱系數(shù)為4000W/m2/K、空氣側(cè)換熱系數(shù)為80 W/m2/K、翅片間距為1.6 mm時(shí)，總傳熱系數(shù)的增強(qiáng)相對(duì)百分比為9.88%。在所測試的工況范圍內(nèi)，當(dāng)翅片厚度為0.02mm、翅片高度為30.0mm、制冷劑側(cè)換熱系數(shù)為5000W/m2/K、空氣側(cè)換熱系數(shù)為60 W/m2/K、翅片間距為1.6 mm時(shí)，總傳熱系數(shù)的增強(qiáng)相對(duì)百分可達(dá)23.276%。 展望前景，空調(diào)系統(tǒng)的換熱翅片、過濾網(wǎng)和冷凝水盤等若能合理使用具有抗菌作用的銅，當(dāng)能為保障人們健康方面作出貢獻(xiàn)。 高屹峰 2004/2/2（本文在寫作過程中參考了與上海市疾病預(yù)防控制中心和上海交通大學(xué)等單位合作項(xiàng)目的研究成果。在此對(duì)相關(guān)專家深表謝意）
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