第六节　中央空调消毒装置

卫生部于2006 年连续发布了《公共场所集中空调通风系统卫生管理办法》等一系列文件，规定了公共场所运行的中央空调通风系统必须具有“空气净化消毒装置”；而且中央空调通风系统应当经过卫生学评价合格后方可投入运行。因此，新建、改建和扩建的中央空调通风系统都必须安装空气净化消毒装置。

1. 类型和设计原理

消毒中央空调根据其设计和功能可以分为消毒风机盘管式消毒中央空调和消毒风管式消毒中央空调；根据所装消毒部件又分为紫外线消毒型、过滤除菌型和紫外线+过滤装置型。其中以后者为好，具有除尘和杀菌的双重功能。各类型又可根据每小时处理风量的不同分为若干型号。

以某品牌消毒中央空调器为例，其设计是运用紫外线消毒的物理原理，结合空调通风换气和过滤技术，并特别设计了反射聚焦装置，使输出的气体为消毒后的洁净气体。同时，应用计算机芯片设计智能反馈控制系统，用弱电（安全电压）控制操作，使消毒中央空调可根据需要选择通风和消毒运行状态；能随意设定连续、间断和定时开（关）的运行模式；设有自动记忆功能和自动记录功能，能记忆上次运行的状态和模式，并能记录消毒灯工作时间和累计工作时间；可调节风量；设有消毒灯故障自动报警显示和自锁功能。

（1）消毒风机盘管式和风管式消毒中央空调

消毒风机盘管安装于中央空调的水-盘管系统末端，由过滤器、通风机组、消毒室、换热器机组、外壳组件和控制系统组成。在通风机组的作用下，室内浑浊气体首先从回风口进入系统，经过滤器过滤，阻挡了＞0.5mm 的尘埃和空中悬浮物，经通风机组进入装有紫外线灯组和聚焦器的消毒室，并被高强度紫外线光照射，混杂在气流中的微生物被杀灭，然后气流经换热器处理，成为冷/热气体，经送风管，从散流器到出风口之后扩散到室内空间，既达到调节空气温度的目的，又清除了空气中的微生物。消毒风机盘管工作原理如下图所示。

在中央空调上安装消毒风管，也可使中央空调具有消毒功能。消毒风管由送风机组和紫外线消毒室等部件组成，可以安装在送风或回风系统的各个部位，为了安装、检修和维保工作的方便，适宜安装在空调送风室的送风系统上，是风管系统的组成部分，根据消毒杀菌的要求，可以多只消毒风管串接。在送风机组的作用下，浑浊气体沿送风管进入消毒风管，经过消毒室时被高强度紫外线光照射，空气中的微生物被杀灭，再从消毒风管流出，经送风管输送到所需的室内空间。

（2）消毒中央空调消毒盘管的命名

用“XFP”表示普通消毒产品、用“XXFP”表示强消毒产品，规格划分时以170m3/h的风量为一档，附注产品的管排特性、安装特性、左右位置和出风余压，各种规格输出都有相应制冷量或制热量以满足空调的需求。以最常用的XXFP-04WA303CL消毒风机盘管机组为例，“XXFP”表示强消毒系列，可达到控制空气中菌数≤200 CFU/m3的要求；“04”级表示该消毒风机盘管的设计风量为4×170=680m3/h，相应的制冷量为4260W，相应的制热量为7070W；“WA”表示机组的安装形式为卧式暗装；“303”表示机组出风口余压为30Pa，3排单冷管，无复合配置（供热）管；“CL”表示加长型接水盘配置的左接水结构。

2. 对微生物的杀灭作用

（1）消毒风机盘管式消毒中央空调理论消毒效果

消毒风机盘管按每小时换气量划分规格，每种规格均按换气量和杀菌灯的照射强度进行设计和计算。以最常用的XXFP-04WA303CL消毒风机盘管机组为例，该规格产品有2套蜗体组合，各设置2支18W“H”型弧形紫外灯管，每支灯管的辐照强度在3cm处最高强度达到9000μW/cm2。紫外线在消毒室的聚焦增强后，消毒室内每一点的紫外辐照强度平均达到22300μW/cm2，气体通过消毒室所接受的紫外线剂量如下。

① 设定气体流量为：680 m3/h÷2=0.0944m3/s。

② 气体通过消毒室的流速为：680m3/h÷［3600s/h×2×（0.230m×0.115m）］=3.5707m/s。

③ 气体经过照射区的时间为：0.225m÷3.5707m/s=0.063s。

④ 受照射剂量为：22300μW/cm2×0.063·s=1405μW·s/cm2。

设杀灭微生物所需紫外线照射剂量平均为4500μW·s/cm2，在1405μW·s/cm2照射剂量下，不同通风次数的微生物杀灭率如下。

气流第1次通过时平均杀菌率达到：1405÷4500=31.22%。

气流第2次通过时平均杀菌率达到：31.22%+（1-31.22%）×31.22%=52.69%。

气流第3次通过时平均杀菌率达到：52.69%+（1-52.69%）×31.22%=67.46%。

气流第4次通过时平均杀菌率达到：67.46%+（1-67.46%）×31.22%=77.62%。

气流第5次通过时平均杀菌率达到：77.62%+（1-77.62%）×31.22%=84.61%。

气流第6次通过时平均杀菌率达到：84.61%+（1-84.61%）×31.22%=89.41%。

气流第7次通过时平均杀菌率达到：89.41%+（1-89.41%）×31.22%=92.72%。

气流第8次通过时平均杀菌率达到：92.72%+（1-92.72%）×31.22%=94.99%。

气流第9次通过时平均杀菌率达到：94.99%+（1-94.99%）×31.22%=96.55%。

气流第10次通过时平均杀菌率达到：96.55%+（1-96.55%）×31.22%=97.63%。

一般情况下，中央空调系统的换气次数设定为6～10次/h，如换气次数为8次/h，即消毒中央空调工作1h后消毒效率达到94.99%，并随着开机工作时间延长，换气次数增加，杀菌效率逐步提高。

（2）消毒风管式消毒中央空调理论消毒效果

根据中央空调风管系统的设计原则，风管中的气体流速应控制在5m/s左右，此时能效比最高。消毒风管用“XFG”表示，风管横截面的尺寸参数表示风管规格。以常用的XFG630×320为例，表示该消毒风管的截面为矩形，两边长分别为630mm和320mm。如换气次数按8次/h计算，1支该规格的消毒风管可供应450m3的空间使用。气流经过消毒风管时所受紫外线剂量为：在630mm长的矩形边上，两面各设置了4支30W“H”型紫外灯管；在320mm长的矩形边上，两面各设置了2支30W“H”型紫外灯管；紫外灯管的辐照强度在3cm处的最高强度为14000μW/cm2。在12个光源的照射下，经过消毒风管内壁的反光聚焦和增强后，风管中心辐照强度为96000μW/cm2。气流经过照射区的时间为425mm÷5m/s=0.085s；受照射剂量为96000μW/cm2×0.085s=8160μW·s/cm2，达到了一般微生物的死亡剂量。

（3）实测效果

消毒中央空调的消毒效果受多种因素的影响，例如试验空间空气中的原始菌数、采样方法等，所以理论消毒效果和实测消毒效果会有一定的差别。有报道，开机1h、2h和3h对空气中自然菌的杀灭率分别为82.26%、87.17%和92.08%，与理论值趋势一致，但低于理论值。

3. 影响消毒作用的因素

（1）紫外线杀菌灯的质量

紫外线杀菌灯的中心波长是257.3nm，正好在杀菌紫外线波长范围（240～280nm）内，是杀菌能力最强的波长区段。优质紫外线杀菌灯必须具有较强的杀菌能力，同时还应有较少的臭氧产生、极低浓度的氮氧化合物和较长的使用寿命。选用高质量的紫外线杀菌灯是确保消毒效果和安全性的重要前提。紫外线杀菌灯的照射强度是消毒杀菌的主要元素，选择相应功率和形状的紫外线杀菌灯，以满足消毒效果和安装的需求。

（2）紫外线杀菌灯的安装和组合方式

气流点的照射强度与照射距离的平方成反比；多光源照射时，气流点的照射强度是各光源作用于该点照射强度的叠加之和；在布局上，多灯呈线性布局时，要避免照射死角，并尽可能达到等强度照射；同时，要最大限度地减少杀菌灯对气流的阻力。

（3）气流速度

气流速度越快，受照射的时间就越短．对微生物的杀伤力就越小。气流受照射时间与速度成反比。

影响气流速度的主要因素是通风截面、通风道气流阻力和根据室内空间设定的流量。气流速度过慢、换气量达不到要求会产生浑浊气体。

（4）电源

空气消毒器外接电源的电压、电流、频率都会影响紫外线杀菌灯的发光能力和使用寿命。因此，要求使用稳压电源。

（5）环境

紫外线杀菌灯工作环境的温度、相对湿度、空气洁净度、安装稳定性（振动）等对消毒效果和使用寿命均会产生影响。因此，要求使用环境条件为：温度5～40℃，相对湿度≤ 80%，大气压力860～1060hPa；工作电源220V、50Hz，周边无振动源。尽可能减少环境对消毒效果和使用寿命的影响。

（6）反光聚焦装置

合理的反光聚焦装置可有效提高气流受紫外线光的照射强度。提高的程度与选用的材料和设计的曲面结构有关。

4. 在公共场所消毒中的应用

（1）使用范围

在公共场所消毒中，消毒中央空调的系统可对有人活动的环境进行持续的空气消毒，适用于医疗卫生服务单位的候诊厅、病房、手术室、传染病区、办公楼等场所的消毒，公共交通服务单位的大厅、办公室等的消毒，幼儿园、学校、写字楼的办公室、会议室、银行、证券营业所、餐饮、宾馆、娱乐场所等公共场所的消毒。

（2）使用方法

1）安装　消毒中央空调是中央空调系统的末端装置，安装于所需的空间，由专业工人安装机组和连接电路，其明/ 暗装形式与室内装饰相适应。

2）使用方法　电源接通时，操作面板红色指示灯亮，操作按钮可设置通风/ 消毒运行状态；可设置连续、间断或是定时开/ 关的模式；可设置高、中或低三挡风机转速；可设置负离子的开与关；可设置控制温度，由系统智能反馈给电磁阀，自动开/ 闭通流口径，以节约能源。所有的设置操作均在操作液晶屏上直观显示。

3）报警　通风机和消毒功能出现故障时，液晶屏上会出现相应的报警显示。

（3）安全性和注意事项

消毒中央空调产生的臭氧浓度≤0.2mg/m3，紫外线泄漏量≤0.2μW/cm2，均在安全范围内。但在使用过程中应定期测定。

消毒中央空调使用环境条件：温度5～40℃，相对湿度≤80%，大气压力860～1060hPa；工作电源220V、50Hz，环境无振动。

阻挡在过滤器外的杂物会阻碍气体流动，需及时清除。每年至少清洗2次。

发现有报警指示时应及时检修；严禁非专业人员擅自拆机。