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1、家用空调调的新风风引入与与室内微微生物污污染西南科技技大学环环境与资资源学院院 温温玉杰 唐中中华 段莉摘要本文文主要简简要介绍绍了家庭庭居住环环境的污污染特点点，以及及家用空空调新风风引入的的方式。着重讨讨论了不不同的新新风引入入方式下下对室内内微生物物污染物物分布特特性的影影响。同同时介绍绍了目前前主要的的生物污污染物控控制技术术，分析析其在家家用空调调系统使使用的可可行性。关键词家家居环境境 空空调新风风 微微生物 控制制技术Takiing outt-aiir iin hhomee ussed airr-coondiitioon wwithh innfluuencce tto MMicr
2、roorrgannismmpollluttionn inn rooomssSoutthweest Uniiverrsitty oof SScieencee annd TTechhnollogyy，Miianyyangg，Siichuuan Proovinnce，CChinnaWenyyujiie，TTanggzhoonghhua，DDuannliAbsttracctThhis artticlle mmainn siimplly iintrroduucess thhe ppolllutiing chaaraccterrs iin hhomee ennvirronmmentt annd tthe
3、impporttingg frreshh aiir mmodees ffor minni-sspliitedd aiir ccondditiion. Abbovee thhis, itt diiscuussees tthe inffecttionn foor tthe miccrooorgaanissm ppolllutiion disstriibuttionnin usiing diffferrentt immporrtinng mmodee off frreshh aiir. At tthe samme ttimee, iit iintrroduucess soome maiin mmet
4、hhod forr coontrrolllingg miicrooorgganiism pollluttionn annd aanallysees tthe feaasibbiliity forr ussingg alll tthatt meethoods in minni-sspliitedd aiir ccondditiion forr hoome usiing.Keywworddshoome envviroonmeent, frreshh aiir iin aair conndittionn, mmicrroorrgannismm, cconttrolllinng ttechhnollo
5、gyy0 序序言人的一生生中900%以上上的时间间都是在在室内度度过的，尤尤其是自自家的家家居环境境中11。然而长长久以来来，人们们往往只只注意到到了室内内的各种种物理参参数，比比如温度度、湿度度、气流流速度等等。近年年来室内内的物理理化学性性的污染染物水平平引起了了人们的的重视，但但对人的的生体健健康有着着重要影影响的生生物类污污染物，尤尤其是微微生物污污染物且且没有引引起人们们足够的的重视，单纯的加大新风量，并不能有效地对微生物污染物进行控制，而且可能引起污染物在居住小区的更大范围扩散。掌握微生物污染物与新风引入的关系，选择合适的新风方式和恰当的控制技术，是有效的提高室内空气品质的途径。1
6、 家家居环境境微生物物污染1.1 室内内微生物物的种类类空调系统统中的微微生物的的分类方方法有许许多种。按照其生生物学上上的特性性可分为为：真菌菌、细菌菌、病毒毒2。病毒一般般个体大大小在00.0220.3，适适宜生活活在255600,对碱碱性环境境较敏感感，常见见的有甲甲肝病毒毒、乙肝肝病毒、SSARSS病毒等等。细菌一般般个体大大小在00.53.00，适适宜的生生活温度度为255600，一般般生活在在中型和和偏碱性性环境，常常见的包包括革兰兰氏阳性性细菌、革革兰氏阴阴性细菌菌、炭疽疽菌、大大肠杆菌菌等。真菌一般般个体大大小在22100，适适宜生活活温度为为2337，一般般生活在在酸性环环境
7、中，常常见的包包括酵母母菌等。在空调环环境中，这这三种微微生物往往往是共共存的，形形成了一一个独特特的生物物链。而而且由于于其生殖殖作用，往往往是除除了成体体外，还还有大量量的芽孢孢存在，还还有其代代谢物，这这些都是是危害人人体健康康的重要要因素，为为治理微微生物污污染增加加了难度度。在这这其中有有代表性性的高危危险性微微生物见见表1。1.2 室内内污染物物的来源源室内空气气中微生生物一般般是由尘尘土飞扬扬将尘土土中微生生物带到到空气中中，水滴滴飞溅将将其中微微生物带带到空气气中，人人和动物物干燥脱脱落物、呼呼吸道、口口腔内含含微生物物分泌物物通过咳咳嗽、吐吐痰、打打喷嚏等等方式飞飞到空气气中
8、。表1 室内空空调环境境下的高高危险性性微生物物3名称治病类型型传播方式式冠状病毒毒严重急性性呼吸综综合症近距离飞飞沫传播播、呼吸吸道传播播以及接接触传播播等炭疽杆状状菌炭疽热通过皮肤肤接触、摄摄入或吸吸入感染染耶尔森氏氏鼠疫杆杆菌瘟疫通过飞沫沫、气溶溶胶传播播天花病毒毒天花通过呼吸吸排出的的大小飞飞沫传播播HVACC系统中中微生物物主要来来源于室室外、室室内以及及HVAAC系统统，下面面分别进进行讨论论。这就就决定了了空调环环境下室室内微生生物污染染主要来来自三个个方面4。)室外外微生物物污染源源5这部分污污染物是是由空调调系统中中的新风风系统引引入的。由由于微生生物多附附着在微微粒上传传播
9、，因因此由室室外所引引入微生生物的量量与环境境卫生状状况、绿绿化程度度、尘埃埃颗粒多多寡及大大小以及及空调通通风系统统的过滤滤设备性性能有关关。)室内内微生物物污染源源室内环境境本身存存在着各各种污染染源，使使用家用用分体空空调时，室室内污染染源可能能通过回回风影响响到空调调系统内内的不同同房间或或区域。)家用用空调机机组本身身产生的的微生物物污染源源家用的分分体空调调的室内内机组部部分，在在夏季长长期处于于湿工况况下工作作，而且且可以维维持一个个稳定而而且适宜宜的温度度、湿度度环境，这这都为微微生物的的滋生提提供了良良好的环环境。如如果有新新风系统统的家用用空调，室室外的新新风在通通过室内内
10、换热器器时也会会被污染染，同时时将微生生物污染染扩散到到更大的的范围。特别是换热器中的凝结水接水盘清洗不够产生较多的生物污染。2 家家用空调调的新风风引入在家用空空调的环环境中，加加入新风风系统，选选择合适适的新风风量，都都是减少少室内微微生物污污染的最最有效和和经济的的方法。家用空调调的新风风引入主主要包括括直接引引入，经经过能量量回收装装置后引引入。直接引入入时，可可以分为为自然通通风的方方式引入入和即席席通风的的方式引引入。在在自然通通风时，主主要是通通过打开开门窗，或或者是定定期打开开门窗进进行通风风换气，还还可以装装门开设设新风引引入的窗窗口。新新风引入入时，一一般可选选择在室室内换
11、热热器前进进行混合合，还可可以在换换热器后后部与室室内的回回风进行行混和。考考虑到卫卫生性的的要求，大大多选择择引入的的新风和和室内的的回风在在室内机机组的换换热器的的后端进进行混合合（图aa）。经过排风风和室外外新风的的能量交交换，再再让新风风进入室室内。新新风进入入室内可可以使其其只经过过一次显显热交换换（图bb），还还可以使使新风通通过一次次显热交交换器后后再经过过室内机机组的换换热器，最最后被送送入室内内，相应应的室内内的排风风也可以以先经过过一次显显热交换换器在进进入室外外机组换换热器，而而后排放放室外（图图d）6。还还可以不不设置一一次显热热交换器器，使新新风直接接进入室室内机组组
12、的换热热器，进进入室内内；室内内的排风风直接进进入室外外机组的的换热器器，而后后排到室室外（图图c）。3 空空调新风风引入方方式对室室内微生生物污染染影响空气中充充满了各各种各样样的微生生物，室室内的各各种物体体表面都都充满了了微生物物。而空空调的新新风主要要影响的的是家居居环境中中的空气气环境中中的微生生物分布布。大多多数致病病的微生生物不是是单独存存在于室室内的空空气中的的，而是是寄居在在悬浮于于空气中中的尘埃埃上的，要要有效地地控制微微生物污污染，就就要有效效地控制制室内空空气的含含尘浓度度，并了了解在不不同的粒粒径范围围的不同同种类的的微生物物的分布布情况。空空调的新新风引入入方式与与
13、室内的的可吸入入颗粒物物浓度的的关系。在分析前前，我们们做一下下假设：（1）颗颗粒对湍湍流的影影响忽略略不计，这这是因为为建筑环环境内的的颗粒体体积分数数足够小小，因此此其沉降降速度对对湍流的的影响也也足够小小7；（2）不不考虑运运动过程程中颗粒粒由于碰碰撞、凝凝聚引起起的粒径径变化；（3）气气溶胶混混合物密密度差引引起的质质量力忽忽略不计计，因为相相比温差差引起的的质量力力而言，该力足足够小。根据相关关实验不不同的新新风送入入方式时时，其室室内的污污染物情情况见表表288表2 不同新新风方式式下的污污染物水水平新风方式式室内换气气次数空调送风风速度空调送风风温度送风病毒毒颗粒浓浓度h-1m/
14、s置换方式式50.111130混合方式式51.26615.110穿堂风50.133200病毒颗粒粒粒径为为1(冠状病病毒颗粒粒大小为为0.00800.122，但由于于颗粒的的附着作作用,通通常是以以约1的颗颗粒形态态存在)。发生生源假设设为靠近近西墙的的人(记记为“”)，发生生量为00.0777/。由于于上述33个工况况中的穿穿堂风工工况中颗颗粒发生生源靠近近出风口口(门)，为区区分不同同的颗粒粒产生源源位置的的影响，对于穿穿堂风工工况还附附加计算算了一个个工况,即假设设颗粒产产生源为为靠近东东墙的人人(记为为“”)，发生生量仍然然为0.0777/。在表表2中用用“穿堂风风+”工况表表示。对于
15、颗粒粒产生源源在同一一位置的的3个工工况，穿穿堂风依依靠面积积较大的的房门排排风，且且尘源距距离房门门比较近近，病毒毒颗粒可可以比较较方便地地排出室室外。因因此在这这3种工工况下，穿穿堂风房房间内的的颗粒物物浓度最最低22。总而言之之，当颗颗粒污染染源在房房间内比比较低的的位置时时，置换换通风容容易将污污染物携携带到高高处从而而可能对对人的健健康造成成不利影影响;混混合通风风的回流流区比较较大，如果病病毒颗粒粒产生源源恰好在在回流区区内，将会提提高回流流区内的的颗粒浓浓度；穿堂风风房间内内空气流流动近似似直流，因此对对颗粒的的及时排排出比较较有利。而而且，当颗粒粒产生源源靠近排排风口(下风向向
16、)时，室内病病毒颗粒粒浓度可可以保持持较低的的水平。不同粒径的颗粒物的微生物分布特性，有待于进一步研究。4 家家居环境境的微生生物污染染的控制制4.1 控制制微生物物污染的的主要方方法随着对室室内空气气环境尤尤其是空空调环境境中的空空气品质质的高度度重视，以以前被用用于特殊殊领域的的杀灭微微生物的的方法及及其工艺艺经过改改进后被被应用于于空调通通风系统统中。比比如说，化化学药剂剂除菌，紫紫外线杀杀菌等。常用的主要包括自然通风、过滤吸附、臭氧消毒、臭氧杀菌、紫外线（UVC）消毒技术等。4.2 其他他的新方方法4.2.1 基于光光催化技技术的等等离子体体空气过过滤器杀杀菌空气过滤滤器有效效的结合合
17、了静电电除尘器器和光催催化技术术，并且且加入了了等离子子体效应应，使其其不仅拥拥有很好好的除尘尘性，还还有比较较好的净净化有机机污染和和杀菌的的效果。利利用净化化器中的的静电除除尘器的的正电极极产生的的等离子子体效应应激发光光触媒的的光催化化作用，综综合了除除尘、杀杀菌和光光催化治治理VOOC的作作用。以以普通的的办公室室作为测测试场所所，研究究这种净净化器的的杀菌效效果。实验结果果表明，在在沉降菌菌检测方方面该净净化器在在工作115分钟钟后有明明显的杀杀菌作用用，300分钟后后菌落数数基本稳稳定；在在浮游菌菌检测方方面也得得到了很很好的结结果证明明该净化化器有很很好的杀杀菌效果果，从而而验证
18、了了其杀菌菌的高效效性、广广普性和和快速性性144。加入等离离子技术术的光催催化净化化器有很很好的杀杀菌效果果和实用用性，具具有快速速，高效效和广普普等优点点，适合合在家庭庭、办公公室、小小型会议议室中使使用。这这项技术术是可行行的，值值得继续续深入研研究，以以便为人人类的生生活提供供更好的的生活条条件。4.2.2 活性炭炭纤维吸吸附过滤滤除菌活性炭纤纤维(Acttivaatedd Caarboon FFibeer，缩缩写ACCF)是上世世纪700年代后后在活性性炭基础础上开发发的新型型炭材料料, 活性性炭纤维维比表面面积大，微孔丰丰富,孔孔径小而而均匀，吸附量量大，吸附速速度快，再生容容易，
19、工艺灵灵活性大大(可制制成纱、布布、毡和和纸等制制品)，不易粉粉化和沉沉降。活活性炭纤纤维不仅仅吸附量量大，且有吸吸附速度度快、脱脱附速度度快、对对低浓度度吸附有有很好的的吸附能能力、吸吸附层薄薄等优点点155。由于大气气中的微微生物一一般不以以单体存存在，通常是是附着在在颗粒物物上，称为带带菌粒子子。活性性炭纤维维的特性性时期对对空气中中的悬浮浮颗粒物物有着极极强的吸吸附作用用，因而而对微生生物及细细菌也有有良好的的吸附能能力，例如对对大肠杆杆菌的吸吸附率可可达944%999%。4.2.3 正负离离子群强强力杀菌菌通过离子子发生器器高压放放电，将将水分子子分解成成正负离离子。由由于水分分子被
20、包包裹，形形成正负负离子群群，然后后以水分分子为载载体，在在空气中中到处浮浮游的正正负离子子群遇到到细菌、霉霉菌、病病毒等有有害物质质，就能能立即将将其包围围和隔离离。然后后，正负负离子群群中性能能最活跃跃的氢氧氧根离子子与这些些有害物物质进行行剧烈的的化学反反应，最最后将它它们彻底底分解成成水分子子等无害害物。4.2.4 欧姆杀杀菌通电杀菌菌的机理理据初步步探讨有有两方面面的原因因：一方方面由于于通电加加热致使使温度升升高而灭灭菌，另另一方面面是因为为在通电电的两电电极间的的菌体细细胞由于于受到所所加电场场的作用用导致菌菌体细胞胞膜的破破坏而灭灭菌。通通电灭菌菌可将液液状食品品中的大大肠杆菌
21、菌、酵母母菌、芽芽孢杆菌菌杀灭。对对于一些些难以杀杀死的微微生物，可可通过高高压通电电杀菌，即即在通电电加热装装置置于于一定压压力的惰惰性气体体中，来来提高杀杀菌效果果16。通电电杀菌的的一大优优点是它它对营养养物如维维生素等等的破坏坏较小。通通电加热热器能处处理高颗颗粒密度度、高粘粘度的食食品物料料，有利利用使停停留时间间分布减减至最小小。4.2.5 光催化化杀菌10144光催化的的原理是是TiOO2在受受到阳光光或荧光光灯的紫紫外线照照射后，内内部电子子空穴穴对激励励，产生生具有强强氧化分分解能力力的活性性氢氧（羟羟）基原原子团。在在光和氧氧或水的的存在下下可降解解几乎所所有的附附着在氧氧
22、化钛表表面的各各种有机机物如氢氢化物、氮氮氧化物物、硫化化物、氯氯化物。伴伴随着纳纳米技术术的发展展，解决决了TiiO2的的光催化化效率低低下的难难题，使使其在废废水处理理，建筑筑涂料，食食品保鲜鲜，除臭臭等领域域都得到到了极大大的应用用推广。纳米TiiO2光光催化剂剂具以下下优点：强氧化化分解能能力，具具有灭菌菌，自清清洁，抗抗霉，耐耐温和抗抗腐蚀功功能；环环保，不不产生二二次污染染。在空空调系统统中增加加光催化化净化段段对控制制室内的的挥发性性有机物物，细菌菌等空气气污染物物将起到到一定的的作用。需需注意的的问题是是增加消消毒段对对原空调调通风系系统造成成的影响响应在允允许范围围；二是是纳
23、米TTiO22光催化化剂除尘尘杀菌效效力的持持久性或或稳定性性的验证证。4.3 可行行性分析析家居环境境不同于于其他环环境，控控制微生生物污染染的方法法必须安安全可靠靠，不能能对人的的生体健健康造成成伤害，而而且还要要达到预预期的控控制效果果。为了了尽量不不增加设设备，可可以考虑虑将新风风引入设设备和空空气净化化装置和和空调器器合为一一体，主主要是在在对新风风和室内内的回风风进行过过滤的同同时，对对其进行行净化杀杀菌。目目前的家家用空调调器所采采用的一一些杀菌菌技术，在在工艺的的实现上上是存在在着缺陷陷，要想想达到预预期的杀杀菌效果果，必须须是被净净化的空空气与杀杀菌介质质达到一一定的接接触时
24、间间，但家家用空调调器普遍遍达不到到这一要要求。在这里我我们首先先可以排排出的是是使用化化学药剂剂，这种种方法对对人体存存在着伤伤害，而而且有残留，并并在室内内局部聚聚集。另另外就是是使用紫紫外线杀杀菌，如如上所述述，室内内的回风风和室外外的新风风在机组组的内部部停留的的时间过过短，达达不到杀杀菌的目目的。可可以考虑虑将活性性碳纤维维与静电电场除尘尘器相结结合，将将活性碳碳纤维置置于电场场中，一一方面活活性碳纤纤维可作作为放电电极，增增加对空空气中悬悬浮尘粒粒的吸附附能力，同同时也可可以为其其进行脱脱附；另另一方面面，在活活性碳纤纤维的微微孔中电电场作用用下可对对附着于于尘粒上上的微生生物进行
25、行杀灭。在在典型的的一次回回风系统统中，可可在回风风管路和和新风管管路上，两两台机组组可交替替工作，一一台工作作，另外外一台进进行脱附附。另外是二二氧化钛钛的光催催化杀菌菌，同样样是一种种适于小小型化应应用于家家用空调调机组的的。可以以在室内内机组的的换热器器的表面面喷涂二二氧化钛钛活性涂涂料，由由于气体体在换热热器停留留得时间间最长，这这样在不不影响换换热效果果的基础础上达到到了杀菌菌的目的的。5 结结论在目前的的情况下下，更实实际也更更经济的的做法是是改进空空调系统统的运行行维护，减减少微生生物的污污染。及及时处理理机组的的过滤器器，防止止被过滤滤器拦截截下来的的带有致致病微生生物的灰灰尘
26、再次次进入系系统和空空调房间间。如何何有效控控制室内内生物污污染将是是该领域域长期的的重要研研究课题题。室内内生物污污染的防防治是一一个多学学科交叉叉的研究究方向，涉涉及暖通通空调、生生物、环环境、材材料、化化学等学学科，其其中有大大量的科科学和技技术问题题需要深深入研究究。随着着研究的的深入,一些新新方法将将会问世世，一些些切实有有效的防防治室内内生物污污染的方方法将会会在工程程中获得得广泛应应用，同同时一些些似是而而非的方方法将会会被摒弃弃。参考文献献1 安光义义. 人人居环境境学. 第一版版. 北北京：机机械工业业出版社社，19997.3，448-6662 周群英英，高廷廷耀. 环境境工
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