摘要：本文介绍了臭氧灭菌的基本原理，以及水冷式臭氧发生器工作的原理。详细描述了水冷式臭氧发生器结构以及它在空调净化系统中的安装方式，最后对水冷式臭氧发生器的特点进行了总结。
关键词：水冷式臭氧发生器；灭菌；空调净化系
0臭氧灭菌的原理
臭氧灭菌过程属于生物化学氧化反应过程。臭氧首先作用于细胞膜，使膜成份受损伤而导致新陈代谢障碍，臭氧继续渗透入膜，从而破坏膜内脂蛋白和脂多糖，改变细胞的通透性，导致细胞溶解、死亡。臭氧能氧化分解细菌、病毒内部氧化葡萄糖所必须的葡萄糖氧化酶，并直接与细菌、病毒发生作用，氧化并穿透其细胞壁，破坏其细胞器和核糖核酸，分解DNA、RNA、蛋白质、脂质类和多糖等大分子聚合物，使细菌、病毒的新陈代谢和繁殖过程遭到破坏，而夺取细菌病毒的生命。同时还可以渗透细胞膜组织、侵入细胞膜内作用于外膜脂蛋白和内部的脂多糖，使细胞发生通透性畸变，导致细胞溶解性死亡，并将死亡菌体内的遗传基因、寄生菌种、寄生病毒粒子、噬菌体、支原体及热源（内毒素）等溶解死亡。臭氧灭菌消毒属于溶菌型剂体，可以达到“彻底、永久地消灭物体内部所有微生物的目的”，并且它的作用是瞬间完成的。
1水冷式臭氧发生器的工作原理
水冷式臭氧发生器主要由原料进气系统、干燥系统、变压变频系统、放电系统、冷却系统和控制系统组成。（如下图所示）
原料气经干燥后进入放电室，放电室中有五组20根放电管，380V、50Hz的输入电压经升压变频后变为4000V、900Hz的输出电压送至放电管，原料气中的氧分子经高压中频放电后电离为臭氧。放电管为内腔的复合管道，内管有非玻璃放电棒与接地不锈钢内壳组成，用于进出气体和放电，外管为不锈钢管，用于通冷却水而带走放电过程所产生的大量热量。具体的公式为：3O2=2O3（高压放电）
臭氧发生器工作时会产生大量的热量，需要及时冷却，否则臭氧会因高温而边产生，边分解，不能稳定的产出。水冷式臭氧发生器冷却效果好，工作稳定，臭氧产率高，衰减小，设备能长时间连续工作，但结构复杂，成本稍高。
图一：水冷式臭氧发生器工作原理图
2水冷式臭氧发生器的外部结构和内部结构
图二：水冷式臭氧发生器外观
图三：水冷式臭氧发生器内部结构
3水冷式臭氧发生器安装的方式
水冷式臭氧发生器安装简单，一般将臭氧发生器臭氧出口安装在空调净化系统的回风管上即可，如下图所示。对于全新风系统（系统无回风，空调机组送风均为新风），可将臭氧发生器臭氧出气口连接在新风管上，也可以达到相同的灭菌效果。
图四：水冷式臭氧发生器的安装方式
4水冷式臭氧发生器的特点
水冷式臭氧发生器有如下特点：
1、设备外壳采用全SUS304或冷板喷塑材质，利用领先的技术设计理念配以电脑辅助设计及精确的制造工艺，使产品外表美观，内无焊点，边角无毛刺。
2、臭氧设备的核心部分—臭氧放电材质采用进口原材料钛合金管。该材质具有使用寿命长，耐腐蚀性强的特性。
3、设备气源采用用户自备动力中心压缩空气集中供气，气源前期对空气进行预处理，经过系列除水、除油、除尘等工艺，安装终端过滤器，保证向臭氧放电室提供合格的原料气体。
4、电源系统采用日本东芝IGBT控制模块，具有过压、过流、过热等保护功能齐。
5、先进的水冷技术，保证臭氧产量稳定，不受季节或室温变化影响。
6、设备运行工作所需少量的水源，可选择冷冻水、自来水或深井水，无特殊要求。
7、采用钛合金放电装置，做到臭氧产量及浓度可调。
8、用户可选配采用PLC自动化控制，实现对水、电、气等多种参数实现多点在线监控，并有可手动/自动切换。
5结论
臭氧发生器产生的臭氧气体由空调净化系统中风机产生的压力风源带到空调净化系统所控制的整个洁净区域内，洁净区空内空气中的臭氧浓度均匀，在洁净区不增加任何消毒设备，即可达到灭菌的目的，同时也对HVAC系统起到杀灭细菌和霉菌的效果。同时实践发现，该消毒灭菌方式还能对高效过滤器起到溶菌疏导作用，延长高效过滤器的使用寿命。
参考文献：
[1]安大伟.暖通空调系统自动化.北京：中国建筑工业出版社，2009.
[2]李凤阁 佟为明.电气控制与可编程控制器应用技术.北京：机械工业出版社2008.
论文作者:赵永飞
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/25
标签：臭氧论文; 臭氧发生器论文; 水冷式论文; 系统论文; 空调论文; 细菌论文; 细胞膜论文; 《基层建设》2018年第6期论文;