國際銅業協會空調項目部 高屹峰
摘要：本文以上海地區風機盤管和房間空調器實際使用現場衛生情況調查為基礎，提出房間內空調器的主要構件為風機、換熱器、過濾網和凝結水盤等裝置，在夏天進行能量交換時，構成了各類微生物孳生的理想場所，導致室內二次污染，威脅人體健康。并闡述了銅金屬的抗菌特性及銅箔對軍團菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌及生命力最強的真菌－白色念珠菌的抑制作用。提出在后SARS時期為了防治微生物通過空調系統的傳播，加強公共場所空調系統的衛生管理，空調系統的換熱翅片、過濾網和冷凝水盤等應合理使用具有抗菌作用的銅材料。并對銅翅片在分體空調系統中的優良換熱性能進行了模擬分析：優化設計的銅管銅翅片換熱性能相對傳統銅管鋁翅片換熱器能提高20%以上。關鍵詞：
1．空調系統部件中微生物污染狀況
由于空調系統的一些部件在運行時會產生凝結水，往往給微生物的繁殖創造了條件。比如在中央空調系統的末端裝置風機盤管中，房間空調器中，微生物會在過濾網，換熱器及冷凝水盤中大量繁殖，造成室內環境的二次污染。
根據國際銅業協會和上海市疾病預防控制中心環境衛生科聯合對上海地區風機盤管和房間空調器實際使用現場衛生情況調查，細菌、霉菌在空調系統中均存在不同程度的生長，無論中央空調末端、分體壁掛機及分體柜機空調，他們的細菌總數及霉菌總數均能檢出，說明普遍存在一定程度的污染。特別在非典之后，整個公共場所的衛生已得到充分重視，在人們的衛生意識逐漸加強的前提下，仍然檢出大量的細菌，包括金黃色葡萄球菌、芽孢桿菌和軍團菌等，可見問題依然十分嚴重。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毒的金葡菌為致病菌能導致感染和炎癥反應，空調系統中金黃色葡萄球菌平均檢出水平在10％左右，應引起我們的重視。芽孢桿菌是條件致病細菌，檢出率極高，達到88％以上。軍團菌在風機盤管中的檢出率為1.72%(1/58),而在家用空調的檢出率為9.38%（3/67），軍團菌會導致軍團菌病，它是肺炎的一種。
房間內空調器的主要構件為風機、換熱器、過濾網和凝結水盤等裝置。在夏天進行能量交換時，室內換熱器表面的溫度通常為5~20℃，為細菌繁殖的最佳溫度區；加上冷凝水導致的潮濕微小環境，構成了各類微生物孳生理想場所。所以，過濾網、換熱器和冷凝水盤變成居住房間的藏污納垢之處，導致室內二次污染，并威脅人體健康。同時，就微生物危害而言，室內空氣較室外空氣有更大的危險性。
2．銅的抗菌特性
抗菌通常具有以下列含義：（1）以生活環境中生息的細菌為對象，其抗菌效果可續數年甚至數十年；（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境的衛生性。根據成分的不同，抗菌劑可以分為天然、有機和無機三大類型。銅是優良的無機抗菌劑，原子量63.54，比重8.92。銅抗菌的主要機理為：（1）接觸反應，即抗菌制品中的銅離子與細菌接觸反應后，造成微生物固有成分破壞或產生功能障礙。（2）光催化反應，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，產生羥基自由基（.0H）和活性氧離子（O-2），短時間內破壞細菌的增殖能力而使細胞死亡，從而達到抗菌的目的。
根據國際銅業協會和上海市疾病預防控制中心環境衛生科對空調器用銅箔和鋁箔的抑菌試驗表明：銅箔能對細菌中軍團菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌及生命力最強的真菌－白色念珠菌產生抑制作用：
而抗菌鍍層鋁箔僅對大腸桿菌有抑制作用，普通鋁箔對所有的試驗菌株均沒有抑制作用。
3．空調系統中使用銅材的展望
當前，《家用和類似用途電器的殺菌消毒通則》的相關國家標準已進入征求意見階段，后SARS時期人們對空調系統的微生物孳生狀況進行了進一步反思，為了防治微生物通過空調系統的傳播，加強公共場所空調系統的衛生管理，空調系統的過濾網、表冷器、加熱（濕）器、冷凝水盤等宜采用抗菌材料或表面進行抗菌處理，并且使用的抗菌材料的抗菌性能耐久性應與相應的空調系統部件的有效壽命一致。 近來針對銅的抑菌作用，日本已開發出空調紫銅過濾棉等新型過濾網材料。新型銅管銅翅片換熱器的相關抑菌性能和優良傳熱性能也在研究中。例如，根據國際銅業協會和上海交通大學聯合對房間空調器用換熱器的傳熱性能計算機模擬分析表明：當用銅翅片代替鋁翅片時，換熱器的傳熱系數增加；當翅片厚度越小、翅片高度越大、空氣側換熱系數越大時，全銅換熱器相對于銅管鋁片換熱器的傳熱增強效果越明顯。典型工況下，當翅片厚度為0.1mm、翅片高度為15.0mm、制冷劑側換熱系數為4000W/m2/K、空氣側換熱系數為80 W/m2/K、翅片間距為1.6 mm時，總傳熱系數的增強相對百分比為9.88%。在所測試的工況范圍內，當翅片厚度為0.02mm、翅片高度為30.0mm、制冷劑側換熱系數為5000W/m2/K、空氣側換熱系數為60 W/m2/K、翅片間距為1.6 mm時，總傳熱系數的增強相對百分可達23.276%。 展望前景，空調系統的換熱翅片、過濾網和冷凝水盤等若能合理使用具有抗菌作用的銅，當能為保障人們健康方面作出貢獻。 高屹峰 2004/2/2（本文在寫作過程中參考了與上海市疾病預防控制中心和上海交通大學等單位合作項目的研究成果。在此對相關專家深表謝意）
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