铜在风机盘管中的应用.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200810201875.2

申请日:

2008.10.28

公开号:

CN101726063A

公开日:

2010.06.09

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):F24F 3/16公开日:20100609|||公开

IPC分类号:

F24F3/16

主分类号:

F24F3/16

申请人:

铜联商务咨询(上海)有限公司

发明人:

郑永新; 申隽

地址:

200020 上海市卢湾区淮海中路381号2518-2520室

优先权:

专利代理机构:

上海天翔知识产权代理有限公司 31224

代理人:

陈学雯

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内容摘要

本发明公开了铜在风机盘管中的应用,该应用是将盘管中的翅片采用铜材制成。本发明由于采用铜作为风机盘管的翅片和换热管,经过试验表面,铜翅片上基本上不生长霉菌,因此影响铜翅片管换热器长效性的主要因素是冷热交替,在运行8年后,换热量最大仅衰减5.8%,大大优于铝翅片管换热器。

权利要求书

1: 铜在风机盘管中的应用,其特征在于是将室内换热器中的翅片采用铜材制成。

说明书


铜在风机盘管中的应用

    【技术领域】

    本发明涉及一种铜的应用,特别涉及一种铜在风机盘管中的应用。

    背景技术

    众所周知,空调在人们的日常生活中发挥着重要的作用,冬季空调可以用来取暖,夏季空调可以用来降温,空调为我们的生活提供了舒适的环境。因此,人们在购买空调时都希望能够买到优质的空调。

    风机盘管的主要构件为风机、换热器、过滤网和凝结水盘等装置,而换热器主要由铝翅片和铜换热管构成。由于风机盘管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,如微生物会在过滤网、换热器及冷凝水盘中大量繁殖,造成室内环境的二次污染,影响到人们的身体健康。

    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:

    表1:空调系统中过滤网、热交换器细菌总数、霉菌总数情况

    表2:空调系统中过滤网、热交换器中优势微生物情况

    表3:空调系统中过滤网、热交换器中菌谱及螨虫情况

    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,芽孢杆菌是条件致病细菌,检出率极高,达到88%以上,军团菌在房间空调器中的检出率为1.72%,而在家用空调的检出率为9.38%,军团菌会导致军团菌病,它是肺炎的一种。

    在夏天进行能量交换时,房间空调器的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,构成了各类微生物滋生理想场所,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。

    由于目前房间空调器的室内换热器中的翅片采用铝材制备而成,而普通铝箔对金黄色葡萄球菌、芽孢杆菌和军团菌均没有抑制作用,参见表4

    表4:普通铝箔对军团菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、微球菌抑制作用结果

    另经过研究表明,铝翅片管换热器在经过2、4、6和8年后,换热量分别为初始值的95.9%、93.2%91.8%和90.1%。还有由于蒸发器经常在湿工况下运行,而湿润、黑暗的环境通常是霉菌良好的生长环境,所以在蒸发器的空气侧容易滋生大量的霉菌。而通过将铝翅片管换热器的翅片表面进行霉变处理,结果发现铝翅片管换热器霉菌面积分别占换热器空气侧表面积的10%、30%和60%。霉菌粘附在铝翅片表面,会增大铝翅片表面粗糙度,减少翅片间距,增加换热器空气侧热阻,从而增大换热器空气侧压降,并导致换热量下降。如霉菌面积比从0逐渐增加到10%、30%和60%的时候,生长霉菌的铝翅片管换热器换热量分别衰减为初始换热量的92.4%、86.5%和81.0%。在实际情况下,冷热交换和霉变同时存在时,在运行8年后,换热量最大可衰减27.1%。

    【发明内容】

    本发明所要解决的技术问题在于提供一种铜在风机盘管中的应用,以解决现有风机盘管采用铝翅片管换热器所存在的影响室内空气质量和换热量衰减的问题。

    本发明所说的铜在风机盘管中的应用,是将风机盘管中的翅片采用铜材制成。

    本发明由于采用铜作为风机盘管的翅片和换热管,经过试验表面,铜翅片上基本上不生长霉菌,因此影响铜翅片管换热器长效性的主要因素是冷热交替,在运行8年后,换热量最大可衰减5.8%,大大优于铝翅片管换热器。

    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80W/m2/K,翅片间距为1.6mm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60W/m2/K,翅片间距为1.6mm时,总传热系数的增强相对百分比为23.276%;

    【附图说明】

    以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

    图1为本发明所示的II型开缝铜翅片结构示意图。

    图1A为图1的俯视图。

    图2为空调微生物污染状况及铜的抑菌效果评价地采样技术路线图。

    图3为本发明所述的全铜空调和普通空调不同时间段的菌落变化曲线图。

    图4为本发明所述的全铜空调和普通空调对微球菌抑制作用的结果比较示意图。

    图5为本发明所述的全铜空调和普通空调对白色念珠菌抑制作用的结果比较示意图。

    图6为本发明所述的全铜空调和普通空调对金黄色葡萄球菌抑制作用的结果比较示意图。

    图7为本发明所述的全铜空调和普通空调对军团菌抑制作用的结果比较示意图。

    【具体实施方式】

    为了使本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本发明。

    本发明所说的铜在风机盘管中的应用,是采用铜材制成的铜翅片在风机盘管的室内换热器中应用。

    铜翅片的结构形式有铜平翅片、铜波纹翅片、铜I型开缝翅片、铜II型开缝翅片、铜III型开缝翅片。其中铜II型开缝翅片的结构如图1所示,在换热管两侧与铜II型开缝翅片1边缘平行方向开有2道缝2,2道缝2的缝高0.6mm,缝宽1.8mm,缝长10.0mm;在两换热管之间,与换热管中心连线垂直方向开有一条缝3,缝3的缝高0.6mm,缝宽2.4mm,缝长6.0mm。

    应用铜翅片的换热器的传热过程为:工质在管内发生相变换热。换热管与铜翅片之间为导热,铜翅片与来流进行强制对流换热。

    换热管为铜管,材料为纯铜,换热管外径7mm,横向管间距为12.7mm,纵向管间距10.5mm,铜翅片1的间距1.6mm,管壁外径5℃,空气入口温度为27℃,管内换热系数5000W/(m2℃)。

    下面就空调微生物污染状况及铜的抑菌效果评价和铜铝翅片换热器长效特性对比研究进行讨论,来详细说明本发明。

    一、房间空调和中央空调风机盘管选点和采样情况

    参见图2,选点兼顾上海市区、郊区,考虑周边绿化清洁状况,交通流量及是否为居民区,商业区等功能分区,选择上海市闸北区、闵行区二区为空调采样区县,两区群众顺应性比较好。闸北区人口流动大,在新客站地区有不同等级的旅店及宾馆。闵行区为新兴的住宅区,人口密集,居民收入较高,家庭使用空调及装潢水平较高档,同时辖区内绿化较好。本次共对63台空调进行调查分析,其中闸北区空调32台、闵行区空调31台,涉及的公共场所包括办公楼、家庭、旅店及宾馆、商场以及医院,采用的空调包括分体壁挂空调、柜机空调及中央空调风机盘管;采样部位包括过滤网、热交换器及积水盘。

    1、采样空调及采样部位

    所采用的空调要求安装并正常使用一年以上,并在采样当日前已使用一周以上,具体选点及采样量分布见表5和表6

    表5:不同场所、地点的空调机型数量统计表

    表6:不同场所、不同类型空调采样部位统计表

    2、监测项目及采样方法

    2.1监测项目

    现场采样登记表主要内容包括编号、采样人、采样时间地点、地点性质、空调类型、空调最近一次清洗时间、清洗情况,现场监测项目包括现场温度、相对湿度、室内面积、楼层、室内外细菌总数及部分场所的可吸入颗粒物、一氧化碳、二氧化碳浓度。

    2.2采样方法

    2.2.1室内外细菌总数:采用暴皿法,Φ90mm平皿在室内外1.2m高处分别暴露5min,试验室培养计算细菌总数。

    2.2.2细菌菌谱及真菌数采样:选用生理盐水,用消毒棉签蘸取适量生理盐水,分别在空调过滤网、热交换器或风机盘管以及积水盘(视具体采样现场定)均匀涂抹5cm×5cm大小面积,然后分别放入培养液中,由实验室检测细菌及真菌生长情况。

    2.2.3金黄色葡萄球菌采样:选用生理盐水,用消毒棉签蘸取适量生理盐水,分别在空调过滤网、热交换器或风机盘管以及积水盘(视具体采样现场定)均匀涂抹5cm×5cm大小面积,然后分别放入培养液中,由实验室检查金黄色葡萄球菌生长情况。

    2.2.4螨虫采样:采用敲打及刷落法,用毛刷在空调过滤网表面5cm×5cm面积中均匀刷取所有的灰尘,使其上螨虫坠落在其下方的白纸上,然后将此螨类放入密闭袋中保存,带回实验室。用试验室高倍显微镜检测螨虫生长情况。

    2.3结果分析

    所有数据录入SPSS软件及Excel软件进行统计分析。

    二、空调微生物污染检测结果

    1.材料与方法

    1.1对象:

    采取分阶段随机抽样的方法,对上海市闵行、闸北两区的宾馆、写字楼、医院、家庭、商场的空调及其环境进行了随机抽样。

    1.2方法

    1.2.1空气细菌总数、霉菌总数;采用自然沉降法,经37℃、48小时培养后,计算生长的细菌菌落数,仪器使用前均进行校正。

    1.2.2军团菌:棉签经震荡离心后,采用酸处理技术去除大部分杂菌,然后接种GVPC选择平板,置36℃,5%CO2环境培养;疑似菌落用血平板试验、半胱氨酸需求试验、血清作玻片凝集试验进行军团菌鉴定。

    1.2.3溶血性链球菌:将用棉签采集的标本直接涂布于血琼脂平板上,37℃环境培养24小时,同时增菌于肉浸液葡萄糖肉汤中,放在10%CO2环境培养24小时。挑选可疑菌落进行分纯在血琼脂平板上,再进行融酶、溶血试验等,进行鉴定。

    1.2.4金黄色葡萄球菌:将用棉签采集的标本直接涂布于血琼脂平板和Baird-Parker平板,37℃环境培养24小时,同时增菌于7.5%肉汤中,37℃环境培养24小时,挑选可疑菌落进行革兰氏染色、血浆凝固酶试验和甘露醇发酵试验等生化试验进行鉴定。

    1.2.5芽孢杆菌:将用棉签采集的标本直接涂布于选择性培养基(MYP)上,37℃环境培养24小时,挑选可疑菌落在营养琼脂上分纯,再进行卵磷脂酶、过氧化氢酶、明胶液化和葡萄糖发酵等生化试验性鉴定。

    1.2.6螨虫:将现场采集标本放入培养皿中,于解剖镜下依次查找镜下视野(目镜10倍、物镜10倍)。

    1.3统计方法:采用Epi info6.0数据录入,SPSS11.0进行统计分析。

    2.检测结果

    2.1空调中过滤网、热交换器及积水盘细菌总数、霉菌总数情况见表7

    表7:细菌总数和霉菌总数统计表

    *样品量少,无法检出

    从上表可知:无论中央空调风机盘管和房间空调器,它们的细菌总数及霉菌总数均能检出,说明均存在一定程度的污染。污染水平的程度在不同部位存在差异,房间空调器热交换器的细菌总数中位数较高为2600个/cm2,二霉菌总数房间空调器的过滤网为最高,达到中位数10个/cm2,最高为84个/cm2,其余部位污染水平不均衡。

    2.2过滤网、热交换器及积水盘军团菌、溶血性链球菌、金黄色葡萄球菌、芽孢杆菌情况见表8和表9

    表8:优势微生物分析情况1

    从上表可知:空调不同部位均不同程度检出金黄色葡萄球菌、军团菌、芽孢杆菌。其中以芽孢杆菌的检出率最高,达到88%以上;其次为金黄色葡萄球菌,平均检出水平在10%左右;军团菌检出主要在过滤网,平均水平在5%。

    表9:优势微生物分析情况2

    从上表可见:空调不同部位溶血性链球菌和螨虫的阳性检出率均为零。

    需要说明的是,非典之后,在公共卫生得到充分重视,人们的卫生意识逐渐加强的前提下,仍然检出大量的细菌,包括致病菌。

    三、铜箔、铝箔及抗菌镀层铝箔的抑菌效果分析

    1.试验材料及菌种选择

    1)铜箔、铝箔及抗菌镀层铝箔;

    2)细菌:包括大肠杆菌、军团菌、金黄色葡萄球菌和微球菌;

    3)真菌:选择生命力最强的白色念珠菌。

    2.方法

    1)在纯培养平板上,挑取大肠杆菌、军团菌、金黄色葡萄球菌,白色念珠菌、微球菌;

    2)接种于3-5ml水解酪蛋白(MH)肉汤种,经35℃培养6-8小时;

    3)用无菌生理盐水和MH肉汤校正菌液浊度,使其与标准浊管的浓度相同,校正过的菌液在15min内接种完毕。

    4)以无菌棉签分别蘸取浓度2.5×106cfu/ml的大肠杆菌、军团菌、金黄色葡萄球菌,白色念珠菌、微球菌,蘸取时在试管壁上挤压几次,压去多余的菌液,分别涂布于MH培养基平板,表面均匀涂抹,每涂1次,平板内转60°,使整个平板涂布均匀。

    5)最后将棉签绕平板涂抹1周,盖好平板,置室温干燥5分钟。

    6)以无菌手续直接剪取铜箔,铝箔及抗菌镀层铝箔等样品,制成直径5mm,厚4mm的圆片,每4个圆片为一组,每4片为1组,阴性对照制成大小相同的圆片。

    7)用无菌镊子将铜箔,铝箔及抗菌镀层铝箔样品贴于平板表面,并用镊子轻压一下待检使其贴平。待检材料的间距不小于24mm,中心距平板的边缘不小于15mm,90mm直径的平板中贴5张待检材料(包括一个对照组)。

    8)每次试验贴放一盖染菌平板,每个平板放4个试验样品,1个阴性对照样品,盖好平皿,检验用菌珠分别为大肠杆菌、军团菌、金黄色葡萄球菌,白色念珠菌、微球菌,分别置37℃培养24小时,观察结果,用游标卡尺测量菌环直径,试验重复3次。

    9)结果判定:根据抑菌圈直径的大小,与阴性对照组比较判定抑菌结果。

    3.结果

    3.1铜箔对大肠杆菌、军团菌、金黄色葡萄球菌,白色念珠菌、微球菌的抑菌效果结果见表10、表11、表12、表13、表14

    表10:铜箔对军团菌抑制作用结果

    表11:铜箔对大肠杆菌抑制作用结果

    表12:铜箔对金黄色葡萄球菌抑制作用结果

    表14:铜箔对微球菌抑制作用结果

    3.2抗菌镀层铝箔对大肠杆菌、军团菌、金黄色葡萄球菌,白色念珠菌、微球菌的抑菌效果见表15、表16、表17

    表15:抗菌镀层铝箔对大肠杆菌抑制作用结果

    表16:抗菌镀层铝箔对金黄色葡萄球菌、

    白色念珠菌和军团菌抑制作用结果

    表17:抗菌镀层铝箔对微球菌的抑菌抑制作用结果

    3.3普通铝箔对军团菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌,白色念珠菌和微球菌抑制作用结果见表18

    表18:普通铝箔对军团菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌和微球菌抑制作用结果

    4.讨论

    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-白色念珠菌具有抑制作用,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珠均没有抑制作用。

    铜是一种天然的金属元素,化学符号为Cu,原子量63.54,比重8.92。铜作为一种在氧化-还原过程中活跃的金属,能催化羟基的生成,增强活性氧的产生,对细胞产生毒性作用。

    目前的研究机理主要集中在铜能通过接触反应到达微生物表面,破坏细胞膜结构,进入细胞体内与相应的酶集合,导致酶的催化作用失效;同时通过光催化反应,产生自由基,氧化损伤细胞,最终导致微生物的死亡。

    铜杀菌的主要机理包括:

    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。当微量的铜离子到达微生物细胞膜时,因后者带负电荷,依靠库仑引力,使两者牢固吸附,铜离子穿透细胞壁后进入细胞内;单独铜离子破坏敏感细胞呼吸酶,主要通过与巯基(-SH)反应,使蛋白质凝固,破坏细胞合成酶的活性或抑制酶的活性,使细胞丧失分裂增殖能力而死亡。铜离子还能破坏微生物中的电子传输系统、呼吸系统和物质传输系统。当菌体失去活性后,铜离子又会从菌体中游离出来,重复进行杀菌活动,因此其抗菌效果持久。

    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,产生羟基自由基和活性氧离子。有学者认为正是产生自由基,导致核酸的结构破坏,促使化学键断裂,造成细胞的多种损害。活性氧离子具有很强的氧化能力,能在短时间内破坏喜欢的增殖能力而使细胞死亡,从而达到抗菌的目的。同时,铜离子可抑制微生物的聚集作用,使其它消毒剂能较快地作用于单个微生物。铜离子还能中和微生物表面的负电荷,消除微生物对消毒剂的排斥力。铜离子还能作用病毒的衣壳蛋白,使其通透性升高,帮助其他消毒剂到达作用位点,从而与其他消毒剂发生协同效应,提高其他消毒剂的灭活作用。

    四、全铜空调和普通空调现场对比抑菌试验

    1.试验器材

    1.1试验菌珠

    大肠杆菌(8099)、金黄色葡萄球菌(ATCC6538)、白色念珠菌(ATCC10231)、藤黄微球菌(ATCC700405)和嗜肺军团菌(ATCC6538)。

    1.2菌悬液制备

    取大肠杆菌(8099)、金黄色葡萄球菌(ATCC6538)、白色念珠菌(ATCC10231)、藤黄微球菌(ATCC700405)和嗜肺军团菌(ATCC6538)冻干菌种管,在无菌条件下打开,以毛细管加入0.5ml无菌蒸馏水,轻柔吹吸数次,使冻干的菌珠融化成浓菌液。吸取几滴浓菌液滴入营养琼脂平板并用接种环划线接种,放于37℃环境培养24小时以分离纯菌落。嗜肺军团菌浓菌液需滴入缓冲炭酵母浸出物(BCYEα)琼脂平板,并在37℃、5%CO2、80%湿度环境下培养24小时以分离纯菌落。挑取第1代培养物中的典型菌落,同上操作,用相应固体斜面传代至第3代。

    用5ml无菌吸管吸取2ml无菌蒸馏水加入第3代细菌新鲜纯斜面培养物中,反复吹吸以洗下菌苔,随后用5ml无菌吸管将洗液移至另一无菌试管中,用电动混合器混合振荡20秒以使细菌悬浮均匀。

    初步制成的菌悬液先用细菌浓度比浊测定法粗测其含菌浓度,然后以稀释法稀释至105cfu/ml-106cfu/ml浓度。

    1.3试剂与培养基

    ①无菌蒸馏水

    ②95%乙醇

    ③营养琼脂平板

    ④营养琼脂斜面

    ⑤缓冲炭粉酵母浸出物(BCYEα)琼脂平板

    ⑥缓冲炭粉酵母浸出物(BCYEα)斜面

    1.4其它试验器械

    ①无菌棉拭

    ②电动混合器

    ③细菌浓度比浊仪

    ④5ml无菌吸管

    ⑤无菌试管

    ⑥细菌接种环

    ⑦煤气灯

    ⑧表面采用规格板

    ⑨灭菌L型玻璃棒

    ⑩普通培养箱、CO2培养箱

    1.5试样制备:将全铜空调和普通空调的蒸发器部分用无菌棉拭蘸取95%乙醇做涂抹消毒,30分钟后再用无菌棉拭蘸取无菌蒸馏水多次涂抹热交换器换热片以消除残留的乙醇。将次全铜空调与普通空调热交换器换热片用表面采样规格按3cm×3cm面积各划分60块小区域以作试验用。

    2.统计分析

    在SPSS统计软件中计算它们的单位面积蒸发器的菌落数,计算它们的均数和标准差,Excel软件作图,描述时间变化曲线,同时用方差分析方法比较两种空调及不同时间段的统计学差异。

    3.试验步骤

    在现场将1台普通空调,2台全铜空调根据分体壁挂空调的安装程序及位置进行现场安装。

    3.1染菌:用无菌棉拭蘸取已制备好的5种菌悬液,每种细菌液均匀涂抹全铜空调和普通空调的热交换器散热片上制备好的试样小区域(3cm×3cm)各12块,待其自然干燥。

    3.2采样

    ①将无菌棉拭于含2ml无菌蒸馏水试管中蘸湿,分别对全铜空调和普通空调热交换器上5种细菌污染的15块试样小区域(3cm×3cm)进行涂抹采样。每个小区域横竖往返各8次,采用后以无菌操作方式将棉拭采用端剪入无菌蒸馏水试管中,电动混合振荡30秒。此样品作为原始菌量即“0小时作用”计。

    ②同上分别于6小时、20小时和24小时采样操作以作为“6小时作用”、“20小时作用”、“24小时作用”计。

    3.3稀释与培养;将采集的各种涂抹样品按时间段,细菌种类以及两类空调分别取0.5ml作适当稀释后,取0.5ml稀释样液,用灭菌L型玻璃棒在各相应培养基上推匀,放37℃培养48小时后计菌落数。军团菌试验用37℃、5%CO2、80%湿度环境下培养4天后计菌落数。

    4.试验结果

    4.1两种空调热交换器表面不同时间段菌落数见表19。

    表19两种空调热交换器表面不同时间段菌落数(单位cfu/cm2)

    从上表可见,在0,6,20,24小时,针对不同细菌及真菌,全铜空调的单位面积菌落数较普通空调有显著的下降。

    两种空调不同时间段的菌落变化曲线可参见图3一图7,(两种空调对大肠杆菌抑制作用的结果比较参见图3),两种空调对大肠杆菌的抑制作用方差分析结果见表20。

    表20、两种空调对大肠杆菌的抑制作用方差分析结果

    Dependent Variable:大肠计算

    a.R Squared=.977(Adjusted R Squared=.965)

    从表20和图3可以看出,两种空调对大肠杆菌的抑制作用结果:随着时间的推移,热交换器单位面积的菌落数有明显的下降,全铜空调的抑菌效果明显。

    另,从统计角度分析,空调热交换器表面的细菌数量显著下降不是由于抽样误差导致,而是由于空调内热交换器材料在一定时间上作用的结果,两种空调的比较具有统计意义。

    两种空调对微球菌抑制作用的结果比较参见图4,两种空调对微球菌抑制作用方差分析结果见表21,

    表21、两种空调对微球菌抑制作用结果的方差分析表

    Dependent Variable:微球计算

    a.R Squared=.367(Adjusted R Squared=.051)

    从表21和图4可以看出,两种空调对微球菌的抑制作用结果:随着时间的推移,热交换器单位面积的菌落数有明显的下降,全铜空调的抑菌效果比普通空调要好。但从统计角度分析,微球菌的变化曲线可能受环境因素影响。

    两种空调对白色念珠菌抑制作用的结果比较参见图5,两种空调对白色念珠菌抑制作用方差分析结果见表22。

    表22、两种空调对白色念珠菌抑制作用结果的方差分析表

    Dependent Variable:白念计算

    a.R Squared=.611(Adjusted R Squared=.417)

    从表22和图5可以看出,两种空调对白色念珠菌的抑制作用结果:随着时间的推移,热交换器单位面积的菌落数有明显的下降,全铜空调的抑菌效果比普通空调要好。但从统计角度分析,白色念珠菌的变化曲线可能受温湿度环境因素影响。

    两种空调对金黄色葡萄球菌抑制作用的结果比较参见图6,两种空调对金黄色葡萄球菌抑制作用方差分析结果见表23。

    表23、两种空调对金黄色葡萄球菌抑制作用结果的方差分析表

    Dependent Variable:葡萄计算

    a.R Squared=.831(Adjusted R Squared=.747)

    从表23和图6可以看出,两种空调对金黄色葡萄球菌的抑制作用结果:随着时间的推移,全铜空调热交换器单位面积的菌落数有明显的下降,而普通空调表面菌落数下降不明显。统计结果表明,全铜空调和普通空调对金黄色葡萄球菌的饿抑制作用差异显著,全铜空调明显优于普通空调。

    两种空调对军团菌抑制作用的结果比较参见图7,两种空调对金黄色葡萄球菌抑制作用方差分析结果见表24。

    表24、两种空调对军团菌的抑制作用结果的方差分析表

    Dependent Variable:军团计算

    a.R Squared=.882(Adjusted R Squared=.823)

    从表24和图7可以看出,两种空调对军团菌的抑制作用结果:随着时间的推移,全铜空调热交换器单位面积的菌落数有明显的下降,而普通空调表面菌落数下降不明显。另,从统计角度分析,空调热交换器表面的细菌数量显著下降不是由于抽样误差导致,而是由于空调换热器材料在一定时间上作用的结果,两种空调的比较具有统计意义。

    在0,6,20,24小时,针对不同细菌及真菌,全铜空调采样单位面积菌落数较普通空调有显著的下降,分析其中的原因,认为由于在0小时采样后,试验现场与实验室要经过1小时的路程;而采样中部分铜离子进入培养液,在运输过程中发挥了抑菌作用,导致初始培养菌落数不一致。

    在现场试验中虽然检测出芽孢杆菌,但由于它是整个生物界中抗逆性最强的生命体,是否能消灭芽孢是衡量各种消毒灭菌手段的最重要的指标。芽孢是细菌的休眠体,在适宜的条件下可以重新转变成为营养态细胞。这种细菌在环境条件恶劣的情况下可以形成细菌的一种特殊生存状态-芽孢。细菌芽孢是细菌在不利环境下其生命的一种特殊方式,芽孢形成时细菌胞质脱水浓缩,在菌体内形成具有多层膜包裹的圆形或卵圆形小体。芽孢经脱水浓缩后,蛋白质含量减少,受热后不易变性;因其具有多层致密的膜,理化因子不易透入;芽孢中还含有大量吡啶二羧酸(DPA),这种DPA与钙结合能提高芽孢中各种酶的热稳定性,由于芽孢的这些特性,所以它对热、干燥、辐射和化学消毒剂等具有强大的抵抗力。

    对于现场检出率较高的芽孢杆菌,没有在全铜空调和普通空调现场抑菌对比试验中采用,分析如下:在铜箔、铝箔及抗菌镀层铝箔的抑菌效果分析时选择生命力较芽孢杆菌弱的微球菌进行试验,检测铜箔是否具有杀菌能力,结果表明铜箔对微球菌的作用能力较弱,其原因主要是微球菌有50层细胞外膜结构,决定了它有较强的耐干旱和抵御消毒剂的能力,通常也是检验消毒产品杀菌效果的指示菌。对微球菌作用能力较小,说明铜箔应能作为抑菌材料,发挥抑菌作用;而非通常的杀菌剂或作为杀菌材料使用。所以在全铜空调和普通空调现场抑菌对比试验中,没有采用芽孢杆菌。

    翅片管换热器是空调系统中一个重要的部件,其良好的换热和压降特性对保持系统的高性能非常重要。影响换热器长效性的因素主要包括冷热交替次数和酶变等。由于实际运行中空调系统频繁地开停机,换热器长时间在冷热交替的环境下工作,导致其换热性能逐渐衰退。另外,由于蒸发器经常在湿工况下运行,而湿润、黑暗的环境通常是霉菌良好的生长环境,所以在蒸发器的空气侧容易滋生大量的霉菌。霉菌粘附在翅片表面,会增大翅片表面粗糙度,减少翅片间距,增加换热器空气侧热阻,从而增大换热器空气侧压降,并导致换热量下降。

    本申请人研究了冷热交替次数和霉变对铜、铝翅片管换热器长效性能的影响。实验分别对铜、铝翅片换热器进行4800次冷热交替实验,每300次后进行换热性能测试。对4800次冷热交替实验数据进行比较和分析,采用最小乘法对实验数据进行拟合,得出铜、铝翅片管换热器换热量随冷热交替次数变化的关联式。并对3个铜翅片管和3个铝翅片管换热器的翅片表面分别进行霉变处理,处理后的3个铝翅片管换热器霉菌面积分别占换热器空气侧表面积的10%、30%和60%,对铜翅片管和铝翅片管换热器进行了相同的处理,但是由于铜具有很强的抑制细菌的作用,铜翅片管换热器基本不生长霉菌。对处理后的3组铜铝翅片管换热器在空气侧换热特性实验台上进行测试,采集并分析了实验数据,得出了霉菌对换热器换热量和压降的影响规律。

    分别分析冷热交替次数和霉变对换热器影响实验数据,并将两种影响结果叠加,得出如下结论:铝翅片管换热器热量随冷热交替次数的衰减要比铜翅片管换热器快,衰减速率大约为铜翅片管换热器的1.4倍。铝翅片管换热器在经过2、4、6、和8年后的换热量分别变为初始值的94.9%、93.2%、91.8%和90.1%。而铜翅片管换热器在经过2、4、6、和8年后的换热量分别变为初始值的98.6%、96.5%、94.9%和94.2%;因为铜具有良好的抑制霉菌生长的作用,铜翅片管换热器只有极少的霉菌生长,基本不影响换热性能。但对铝翅片换热器影响较大,霉菌面积比从0逐渐增加到10%、30%和60%的时候,生长霉菌的铝翅片管换热器换热量分别衰减为初始换热量的94.2%、86.5%和81.0%。在实际情况中,冷热交替和霉变同时存在,所以需要将冷热交替对换热器长效性能的影响和霉变对换热器长效性的影响进行叠加,影响铜翅片管换热器长效性的主要因素为冷热交替。在运行8年后,换热量最大可衰减5.8%;而影响铝翅片管换热器长效性的主要因素包括冷热交替和霉变。在运行8年后,换热量最大可衰减27.1%,是铜翅片管换热器的4.7倍。所以,铜翅片管换热器的长效性要大大优于铝翅片管换热器。

    以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

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本发明公开了铜在风机盘管中的应用,该应用是将盘管中的翅片采用铜材制成。本发明由于采用铜作为风机盘管的翅片和换热管,经过试验表面,铜翅片上基本上不生长霉菌,因此影响铜翅片管换热器长效性的主要因素是冷热交替,在运行8年后,换热量最大仅衰减5.8,大大优于铝翅片管换热器。 。

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