يتمتع النحاس بآفاق تطبيق واسعة في أنظمة تكييف الهواء
نظرًا لأن بعض أجزاء نظام تكييف الهواء سوف تنتج تكثيفًا أثناء التشغيل، فغالبًا ما تخلق الظروف الملائمة لتكاثر الكائنات الحية الدقيقة. على سبيل المثال، في ملف المروحة الخاص بالجهاز الطرفي لنظام تكييف الهواء المركزي ومكيف هواء الغرفة، سوف تتكاثر الكائنات الحية الدقيقة بأعداد كبيرة في المرشح والمبادل الحراري وصينية المكثفات، مما يسبب تلوثًا ثانويًا للبيئة الداخلية.
وفقًا للمسح الذي أجراه اتحاد النحاس الدولي وإدارات الصحة العامة ذات الصلة حول الاستخدام الفعلي لمكيفات هواء الغرف، تنمو البكتيريا والعفن بدرجات متفاوتة في نظام تكييف الهواء. بغض النظر عن محطة تكييف الهواء المركزية، والوحدة المثبتة على الحائط ومكيف الهواء المنفصل، يمكن اكتشاف إجمالي البكتيريا والعفن، مما يشير إلى وجود درجة معينة من التلوث. وخاصة بعد مرض السارس، تم تقدير النظافة العامة في الأماكن العامة بالكامل. وفي ظل الفرضية القائلة بأن وعي الناس بالنظافة قد زاد تدريجيًا، لا يزال يتم اكتشاف عدد كبير من البكتيريا، بما في ذلك المكورات العنقودية الذهبية والعصيات والبكتيريا.
من بينها، المكورات العنقودية الذهبية، التي تنتج السموم في المكورات العنقودية الذهبية، هي بكتيريا مسببة للأمراض يمكن أن تسبب العدوى والاستجابة الالتهابية. يبلغ متوسط مستوى اكتشاف المكورات العنقودية الذهبية في نظام تكييف الهواء حوالي 10%، وهو ما ينبغي أن يجذب انتباهنا. العصوية هي بكتيريا ممرضة مشروطة مع معدل اكتشاف مرتفع للغاية يزيد عن 88٪. بلغ معدل اكتشاف البكتيريا الليجيونيلا في وحدات لفائف المروحة 1.72% (1/58)، بينما بلغ معدل الكشف في مكيفات الهواء المنزلية 9.38% (3/67). يمكن أن تسبب الليجيونيلا مرض الفيالقة، وهو نوع من الالتهاب الرئوي.
المكونات الرئيسية لمكيف هواء الغرفة هي المراوح والمبادلات الحرارية والمرشحات وأوعية المكثفات. أثناء تبادل الطاقة في الصيف، تكون درجة حرارة سطح المبادل الحراري الداخلي عادةً من 5 إلى 20 درجة، وهي أفضل منطقة درجة حرارة لتكاثر البكتيريا؛ إلى جانب البيئة الدقيقة الرطبة الناتجة عن الماء المكثف، فهي تشكل مكانًا مثاليًا لتكاثر الكائنات الحية الدقيقة المختلفة. لذلك، تصبح المرشحات والمبادلات الحرارية وأوعية المكثفات أماكن يتم فيها إخفاء الأوساخ والأوساخ في غرفة المعيشة، مما يسبب تلوثًا داخليًا ثانويًا ويهدد صحة الإنسان. وفي الوقت نفسه، من حيث المخاطر الميكروبية، يعتبر الهواء الداخلي أكثر خطورة من الهواء الخارجي.
خصائص النحاس المضادة للبكتيريا
مضاد البكتيريا بشكل عام له المعاني التالية: (1) يستهدف البكتيريا التي تعيش في البيئة المعيشية، ويمكن أن يستمر تأثيره لسنوات أو حتى عقود؛ (2) قدرة مبيد الجراثيم أقل من مستوى مبيد الجراثيم الطبيعي وفوق مستوى الجراثيم؛ (3) يمكنه الحفاظ على نظافة البيئة المعيشية لفترة طويلة. وفقًا للمكونات المختلفة، يمكن تقسيم العوامل المضادة للميكروبات إلى ثلاثة أنواع: طبيعية وعضوية وغير عضوية. يعد النحاس عاملًا ممتازًا غير عضوي مضاد للميكروبات حيث يبلغ وزنه الذري 63.54 ووزنه النوعي 8.92. الآليات الرئيسية المضادة للميكروبات للنحاس هي: (1) تفاعل الاتصال، أي بعد أن تتلامس أيونات النحاس الموجودة في المنتج المضاد للميكروبات مع البكتيريا، يتم تدمير المكونات المتأصلة للكائنات الحية الدقيقة أو تحدث اضطرابات وظيفية. (2) تفاعل التحفيز الضوئي، تحت تأثير الضوء، يمكن لأيونات النحاس أن تعمل كمراكز تحفيزية نشطة، وتنشط الأكسجين في الماء والهواء، وتنتج جذور الهيدروكسيل (.0H) وأيونات الأكسجين النشطة (O{{10} })، تدمير قدرة البكتيريا على التكاثر في وقت قصير والتسبب في موت الخلايا، وبالتالي تحقيق الغرض المضاد للبكتيريا.
أيونات النحاس لها تأثير مضاد للجراثيم فريد من نوعه. إن استخدام الأجزاء الهيكلية النحاسية في الأماكن العامة يمكن أن يمنع انتشار البكتيريا. من وجهة نظر النظافة البيئية، تعتبر رقائق النحاس أفضل مادة مضادة للبكتيريا لزعانف المبادل الحراري لمكيف الهواء؛ في الوقت نفسه، يوصى بأن يستخدم صينية الماء وشاشة الفلتر أيضًا تقنية طلاء النحاس أو النحاس.
آفاق استخدام النحاس في أنظمة تكييف الهواء
في الوقت الحاضر، دخلت المعايير الوطنية ذات الصلة بالقواعد العامة لتعقيم وتطهير الأجهزة الكهربائية المنزلية وما شابهها مرحلة التماس الآراء. في فترة ما بعد السارس، فكر الناس بشكل أكبر في ظروف التكاثر الميكروبي لأنظمة تكييف الهواء. من أجل منع انتشار الكائنات الحية الدقيقة من خلال أنظمة تكييف الهواء وتعزيز إدارة الصرف الصحي لأنظمة تكييف الهواء في الأماكن العامة، يجب أن تستخدم المرشحات ومبردات الأسطح والسخانات (أجهزة الترطيب) وصواني المكثفات وما إلى ذلك في أنظمة تكييف الهواء مواد مضادة للبكتيريا أو المعالجة المضادة للبكتيريا على السطح، ويجب أن يكون الأداء المضاد للبكتيريا ومتانة المواد المضادة للبكتيريا المستخدمة متسقًا مع العمر الفعال لمكونات نظام تكييف الهواء المقابلة.
في الآونة الأخيرة، طورت اليابان مواد ترشيح جديدة مثل قطن مرشح النحاس لتكييف الهواء لتأثير النحاس المضاد للبكتيريا. وتجري أيضًا دراسة الخصائص المضادة للبكتيريا ذات الصلة وخصائص نقل الحرارة الممتازة للمبادل الحراري ذو الزعانف النحاسية الجديد للأنبوب النحاسي. على سبيل المثال، وفقًا لتحليل المحاكاة الحاسوبية لأداء نقل الحرارة للمبادلات الحرارية لمكيفات هواء الغرفة والتي أجرتها بشكل مشترك جمعية النحاس الدولية وجامعة شنغهاي جياوتونغ، عندما يتم استخدام زعانف النحاس بدلاً من زعانف الألومنيوم، فإن معامل نقل الحرارة للمبادل الحراري يزيد؛ عندما يكون سمك الزعنفة أصغر، وارتفاع الزعنفة أكبر، ومعامل نقل الحرارة من جانب الهواء أكبر، يكون تأثير تعزيز نقل الحرارة للمبادل الحراري النحاسي بالكامل بالنسبة للمبادل الحراري ذو الزعانف المصنوعة من الألومنيوم الأنبوبي النحاسي أكثر وضوحًا. في ظل ظروف العمل النموذجية، عندما يكون سمك الزعنفة 0.1 مم، يكون ارتفاع الزعنفة 15.0 مم، ويكون معامل نقل الحرارة لجانب المبرد 4000 وات /م2/ك، معامل نقل الحرارة من جانب الهواء هو 80 وات/م2/ك، وتباعد الزعانف 1.6 مم، والنسبة النسبية لإجمالي تعزيز معامل نقل الحرارة هي 9.88%. في نطاق ظروف العمل التي تم اختبارها، عندما يكون سمك الزعنفة 0.02 مم، وارتفاع الزعنفة 30.0 مم، يكون معامل نقل الحرارة على جانب مادة التبريد 5000 وات/م2/ك، ومعامل نقل الحرارة على جانب الهواء 60 وات /m2/K، وتباعد الزعانف 1.6 مم، يمكن أن تصل النسبة النسبية لإجمالي معامل نقل الحرارة إلى 23.276%.
يكون تأثير زيادة نقل الحرارة عند حساب المبادل الحراري الفعلي أقل بكثير من التغير المحتمل في معامل نقل الحرارة على السطح الخارجي للأنبوب. على سبيل المثال، زاد انتقال الحرارة للمبادل الحراري في الاستنتاج 3) بنسبة 3.03% فقط، بينما يمكن أن يزيد معامل نقل الحرارة في ظل ظروف مماثلة بنسبة 9.88% (انظر الاستنتاج 2). وذلك لأن حالة مدخل المبرد وجوانب الهواء ثابتة عند حساب المبادل الحراري الفعلي. وهذا يدل على أنه إذا لم يكن مكيف الهواء الفعلي مطابقًا بشكل جيد، فإن فوائد استبدال زعانفه بألواح نحاسية لا يمكن أن تنعكس بوضوح.
وبالنظر إلى المستقبل، إذا كان بإمكان زعانف التبادل الحراري والمرشحات وصواني المكثفات في أنظمة تكييف الهواء استخدام النحاس بشكل معقول مع تأثيرات مضادة للبكتيريا، فسوف يساهم ذلك في حماية صحة الناس.
