国际铜业协会空调项目部 高屹峰
摘要：本文以上海地区风机盘管和房间空调器实际使用现场卫生情况调查为基础，提出房间内空调器的主要构件为风机、换热器、过滤网和凝结水盘等装置，在夏天进行能量交换时，构成了各类微生物孳生的理想场所，导致室内二次污染，威胁人体健康。并阐述了铜金属的抗菌特性及铜箔对军团菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及生命力最强的真菌－白色念珠菌的抑制作用。提出在后SARS时期为了防治微生物通过空调系统的传播，加强公共场所空调系统的卫生管理，空调系统的换热翅片、过滤网和冷凝水盘等应合理使用具有抗菌作用的铜材料。并对铜翅片在分体空调系统中的优良换热性能进行了模拟分析：优化设计的铜管铜翅片换热性能相对传统铜管铝翅片换热器能提高20%以上。关键词：
1．空调系统部件中微生物污染状况
由于空调系统的一些部件在运行时会产生凝结水，往往给微生物的繁殖创造了条件。比如在中央空调系统的末端装置风机盘管中，房间空调器中，微生物会在过滤网，换热器及冷凝水盘中大量繁殖，造成室内环境的二次污染。
根据国际铜业协会和上海市疾病预防控制中心环境卫生科联合对上海地区风机盘管和房间空调器实际使用现场卫生情况调查，细菌、霉菌在空调系统中均存在不同程度的生长，无论中央空调末端、分体壁挂机及分体柜机空调，他们的细菌总数及霉菌总数均能检出，说明普遍存在一定程度的污染。特别在非典之后，整个公共场所的卫生已得到充分重视，在人们的卫生意识逐渐加强的前提下，仍然检出大量的细菌，包括金黄色葡萄球菌、芽孢杆菌和军团菌等，可见问题依然十分严重。具体情况如表1、表2和表3所示：
其中，金黄色葡萄球菌中产毒的金葡菌为致病菌能导致感染和炎症反应，空调系统中金黄色葡萄球菌平均检出水平在10％左右，应引起我们的重视。芽孢杆菌是条件致病细菌，检出率极高，达到88％以上。军团菌在风机盘管中的检出率为1.72%(1/58),而在家用空调的检出率为9.38%（3/67），军团菌会导致军团菌病，它是肺炎的一种。
房间内空调器的主要构件为风机、换热器、过滤网和凝结水盘等装置。在夏天进行能量交换时，室内换热器表面的温度通常为5~20℃，为细菌繁殖的最佳温度区；加上冷凝水导致的潮湿微小环境，构成了各类微生物孳生理想场所。所以，过滤网、换热器和冷凝水盘变成居住房间的藏污纳垢之处，导致室内二次污染，并威胁人体健康。同时，就微生物危害而言，室内空气较室外空气有更大的危险性。
2．铜的抗菌特性
抗菌通常具有以下列含义：（1）以生活环境中生息的细菌为对象，其抗菌效果可续数年甚至数十年；（2）杀菌能力在通常杀菌水平之下，静菌水平之上；（3）能够长期保持生活环境的卫生性。根据成分的不同，抗菌剂可以分为天然、有机和无机三大类型。铜是优良的无机抗菌剂，原子量63.54，比重8.92。铜抗菌的主要机理为：（1）接触反应，即抗菌制品中的铜离子与细菌接触反应后，造成微生物固有成分破坏或产生功能障碍。（2）光催化反应，在光的作用下，铜离子能起到催化活性中心的作用，激活水和空气中的氧，产生羟基自由基（.0H）和活性氧离子（O-2），短时间内破坏细菌的增殖能力而使细胞死亡，从而达到抗菌的目的。
根据国际铜业协会和上海市疾病预防控制中心环境卫生科对空调器用铜箔和铝箔的抑菌试验表明：铜箔能对细菌中军团菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及生命力最强的真菌－白色念珠菌产生抑制作用：
而抗菌镀层铝箔仅对大肠杆菌有抑制作用，普通铝箔对所有的试验菌株均没有抑制作用。
3．空调系统中使用铜材的展望
当前，《家用和类似用途电器的杀菌消毒通则》的相关国家标准已进入征求意见阶段，后SARS时期人们对空调系统的微生物孳生状况进行了进一步反思，为了防治微生物通过空调系统的传播，加强公共场所空调系统的卫生管理，空调系统的过滤网、表冷器、加热（湿）器、冷凝水盘等宜采用抗菌材料或表面进行抗菌处理，并且使用的抗菌材料的抗菌性能耐久性应与相应的空调系统部件的有效寿命一致。 近来针对铜的抑菌作用，日本已开发出空调紫铜过滤棉等新型过滤网材料。新型铜管铜翅片换热器的相关抑菌性能和优良传热性能也在研究中。例如，根据国际铜业协会和上海交通大学联合对房间空调器用换热器的传热性能计算机模拟分析表明：当用铜翅片代替铝翅片时，换热器的传热系数增加；当翅片厚度越小、翅片高度越大、空气侧换热系数越大时，全铜换热器相对于铜管铝片换热器的传热增强效果越明显。典型工况下，当翅片厚度为0.1mm、翅片高度为15.0mm、制冷剂侧换热系数为4000W/m2/K、空气侧换热系数为80 W/m2/K、翅片间距为1.6 mm时，总传热系数的增强相对百分比为9.88%。在所测试的工况范围内，当翅片厚度为0.02mm、翅片高度为30.0mm、制冷剂侧换热系数为5000W/m2/K、空气侧换热系数为60 W/m2/K、翅片间距为1.6 mm时，总传热系数的增强相对百分可达23.276%。 展望前景，空调系统的换热翅片、过滤网和冷凝水盘等若能合理使用具有抗菌作用的铜，当能为保障人们健康方面作出贡献。 高屹峰 2004/2/2（本文在写作过程中参考了与上海市疾病预防控制中心和上海交通大学等单位合作项目的研究成果。在此对相关专家深表谢意）
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