集中式空调系统微波灭菌技术研究

发布时间：2020-05-05 20:30

【摘要】：集中式空调系统真菌微生物污染问题是建筑环境生物污染的主要问题之一,特别是2003年SARS爆发后,空调系统生物污染问题严重影响人们的健康安全,开展集中式空调系统生物污染控制基础问题研究意义重大,现阶段微波的杀菌机理、穿透性、选择性加热性质等重要影响因素,决定其在空调系统生物污染防控领域存在广泛的应用前景。首先,通过对某场馆空气处理机组内的生物污染进行实测研究以及DNA高通量测序分析,结合国内外大量实测研究分析结果,确定枝孢属和青霉属为空调机组内的优势真菌微生物。使用微波炉进行微波灭菌基础实验,利用干重法与菌落计数法测量微波对于枝孢属和绳状青霉的灭菌效率,得到微波辐射杀灭空调系统内优势真菌微生物的处理工况为500W处理60s及700W处理40s,并优选确定了空调系统中常见真菌微生物在微波处理下的灭活温度为59℃。其次,搭建了实验室尺度空调系统微波灭菌实验平台。该实验平台以空调系统中的加湿器部件作为研究对象,能测定不同微波输出功率、空调系统运行工况、加湿器形状、金属物体遮挡等因素对微波灭菌的影响。该实验平台反应空调系统运行特点,耦合了影响微波灭菌的多项参数,控制参数更加全面。再次,对实验室尺度空调系统加湿器部件微波灭菌的温度分布、均匀性及灭菌效果等问题展开实验研究。研究表明,由于微波对空调机箱内流动空气的处理时间过短,无法达到良好的灭菌效果,因此微波灭菌主要针对的是部件表面,微波灭菌装置最适宜在空调系统非运行状态下使用;由于微波灭菌只有极小幅度影响空调系统送风参数,因此在某些特殊情况下也可以在空调系统的运行状态下使用。分别设置了微波加热实验与微波灭菌实验,以灭菌温度和灭菌效率来衡量微波灭菌效果,并针对微波加热后部件的温度分布与微波灭菌实验相互反馈。研究表明,微波加热实验与微波灭菌实验的结果基本相符,使用900W功率加热部件5分钟的情况下灭菌效果最佳,研究表明优选的灭菌温度59℃具有一定的精确度,可以作为工程领域微波灭菌的有效温度值,因此,微波灭菌方法在暖通空调领域具有广泛的应用前景。最后,研究利用CST软件对部件对微波的能量吸收进行了模拟分析,利用微波加热实验与微波灭菌实验的实验数据对其进行验证,利用该模型对微波灭菌的均匀性进行了预测,确定了待测部件中部的灭菌效果最好,底部的灭菌效果欠佳。在应用中,应采用搅拌器和反射板等措施促进微波反射以及热空气的对流,从而改变空调机箱内的温度分布以达到更均匀的灭菌效果。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU83

【参考文献】