空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)的清洗對室內(nèi)可吸入顆粒物和微生物的影響

1、空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的污染
空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中污染主要集中在過濾網(wǎng)、空調(diào)盤管、風(fēng)管和凝水盤等。本文探討盤管積塵及風(fēng)管積塵對空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的影響，分析比較空調(diào)盤管清洗和風(fēng)管清洗前后與室內(nèi)空氣品質(zhì)的關(guān)系。
測試和清洗的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)見下表：

測試和清洗的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)污染情況見下表：


顯然，空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的污染程度及其嚴(yán)重，明顯高于容許標(biāo)準(zhǔn)的幾倍甚至幾十倍。這將直接影響室內(nèi)空氣品質(zhì)環(huán)境。
2、空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)污染對室內(nèi)空氣環(huán)境的影響
（1）風(fēng)管積塵對室內(nèi)可吸入顆粒濃度的影響
以風(fēng)管底面積塵量作為研究對象，下圖是空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中的風(fēng)管積塵的測定結(jié)果，在不同風(fēng)速時對應(yīng)的室內(nèi)可吸入顆粒濃度值。

可以看出，當(dāng)送風(fēng)管內(nèi)表面積塵量和送風(fēng)速度增加時，送風(fēng)時可吸入顆粒PM10的濃度明顯上升，說明風(fēng)管內(nèi)附著的大顆粒灰塵在風(fēng)壓作用下形成二次飛揚。
（2）風(fēng)管積塵對室內(nèi)微生物濃度的影響
同樣以風(fēng)管底面作為研究對象。下圖是空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中的風(fēng)管積塵與風(fēng)管內(nèi)表面的含菌量以及室內(nèi)含菌量的關(guān)系。

可以看出，送風(fēng)管內(nèi)表面含細菌量和積塵量變化趨勢一致，即送風(fēng)管內(nèi)表面積塵量越多，內(nèi)表面細菌含量越高，而真菌含量變化不明顯。回風(fēng)管的含菌量遠高于送風(fēng)管，高達1.5*10⁶個/m²；室內(nèi)細菌及真菌濃度也隨回風(fēng)管內(nèi)積塵量的增大而增大。
（3）風(fēng)管積塵對通風(fēng)系統(tǒng)性能的影響
分別對系統(tǒng)1和系統(tǒng)4的風(fēng)管清洗前后的送風(fēng)量和回風(fēng)量進行測試，結(jié)果見下圖：

可以看出，系統(tǒng)1和系統(tǒng)4風(fēng)管清洗后的送風(fēng)量變化不很明顯；系統(tǒng)1回風(fēng)管清洗后的回風(fēng)量有所增加。說明回風(fēng)管清洗后對通風(fēng)系統(tǒng)性能的影響比送風(fēng)管顯著。
（4）盤管積塵對通風(fēng)系統(tǒng)性能的影響
對系統(tǒng)3、系統(tǒng)4和系統(tǒng)5的盤管進行清洗前后的比較，所測數(shù)據(jù)見下表。顯然清洗后的機組送風(fēng)量和回風(fēng)量明顯增加，說明盤管積塵對通風(fēng)系統(tǒng)性能的影響非常顯著。

以系統(tǒng)4的空調(diào)機組為例來分析空調(diào)盤管積塵對盤感阻力的影響。機組由抽取式金屬網(wǎng)過濾段、表冷段和風(fēng)機段組成。機組性能參數(shù)為：銘牌風(fēng)量12000m³/h，盤管尺寸（L*W）1740*720mm，6排，肋片片距為s=2.3mm，肋片厚s₁=0.2mm，每排18根銅管，管徑d=16mm。盤管前空氣溫度t₁=28℃，盤管后為t₂=16℃，由平均溫度=22℃得運行黏性系數(shù)ν=15.3*10^-6m²/s，密度ρ=1.197kg/m³。
空氣流動雷諾數(shù)：
式中，ν為窄截面處流速。
該盤管表面積塵的平均厚度s₂=0.1mm。盤管積塵后，肋片間距s減小，肋片間距度梯度增加，由牛頓黏性定律，黏性應(yīng)力增加，空氣阻力也相應(yīng)增加。阻力可由下式計算：

式中，為阻力系數(shù)，計算公式為：

D為流動方向肋片長度。
D、d、ρ、ν這些參數(shù)在盤管積塵前后不變，盤管的空氣流動阻力與空氣流動雷諾數(shù)的關(guān)系為：

窄截面處面積A為：

在風(fēng)量不變的前提下，計算盤管積塵前后的阻力特性參數(shù)歸納為下表：

計算求得盤管積塵后和積塵前空氣阻力的比值為：

可見積塵后盤管空氣阻力增加了約19%，導(dǎo)致空調(diào)機組的風(fēng)量明顯減少，難以達到所要求的室內(nèi)空氣環(huán)境質(zhì)量。
3、空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的清洗對室內(nèi)空氣品質(zhì)的影響
空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的清洗包括空調(diào)送風(fēng)管、回風(fēng)管以及空調(diào)盤管。風(fēng)管主要是采用機械振打、自動式電動回轉(zhuǎn)刷、空氣直吹和清掃機器人等清除表面的附著灰塵，再用吸塵器收集。盤管清洗采用高壓水槍加清洗劑的濕法清洗法。
（1）風(fēng)管清洗對可吸入顆粒濃度的影響
下圖是系統(tǒng)3和系統(tǒng)4的風(fēng)管清洗前后，室內(nèi)可吸入顆粒物的濃度測定數(shù)據(jù)。

可以看出，風(fēng)管洗后3h，室內(nèi)可吸入顆粒的濃度下降到一個較低的水平（系統(tǒng)3的PM10濃度下降7.9%，系統(tǒng)4的PM10濃度值約下降4%）。另外，風(fēng)管清洗過程中室內(nèi)會引起濃度的明顯增加。故通常要求風(fēng)管清洗后系統(tǒng)運行半天，方可投入使用。《空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)清洗規(guī)范》也指出清洗時應(yīng)隔離作業(yè)區(qū)，進行保護性覆蓋，采用高效過濾真空吸塵設(shè)備，保證一定的凈化換氣次數(shù)。所有這些措施對控制清洗過程中出現(xiàn)可吸入顆粒物的峰值都是很有必要的。
（2）風(fēng)管清洗對室內(nèi)浮游菌濃度的影響
下圖是系統(tǒng)3和系統(tǒng)4的風(fēng)管清洗對室內(nèi)含菌量的測試結(jié)果。

可以看出，清洗后30min室內(nèi)浮游菌濃度就已明顯下降（下降約30%），清洗后3h室內(nèi)浮游菌濃度降低到較低水平，下降更為顯著（系統(tǒng)3的浮游菌濃度下降達53.9%）。說明風(fēng)管清洗能明顯降低室內(nèi)浮游菌濃度，有效改善室內(nèi)微生物環(huán)境。
（3）風(fēng)管清洗對風(fēng)管內(nèi)表面積塵的影響
風(fēng)管清洗主要采用機械刷洗法和接觸吸塵法。風(fēng)管清洗前后的風(fēng)管內(nèi)表面積塵的測試結(jié)果見下表：

可以看出不同的清洗方法的除塵效果有所不同。系統(tǒng)1采用機械刷洗的方法，對風(fēng)管底面的除塵效果較好，頂面次之，側(cè)面差。系統(tǒng)4采用接觸吸塵法，對風(fēng)管各表面的清洗效果都較理想，清洗后的積塵量平均下降79.3%。
（4）風(fēng)管清洗對風(fēng)管內(nèi)表面微生物濃度的影響
系統(tǒng)3和系統(tǒng)4的清洗采用接觸吸塵法，下表是清洗前后風(fēng)管表面微生物濃度的測試結(jié)果：

可以看出，清洗前后風(fēng)管內(nèi)表面的微生物含量均有所減少。尤其是系統(tǒng)4的效果更為顯著。
（5）盤管清洗對盤管表面微生物濃度的影響
下表是系統(tǒng)3、系統(tǒng)4和系統(tǒng)5的盤管清洗前后的表面含菌量的測定結(jié)果：

可以看出，清洗對盤管的表面微生物去除效果非常明顯，基本可消除盤管的表面微生物。表明清洗是去除表面微生物的較好方法。