战疫情
当前，国家疫情进入平稳控制、积极向好阶段，深圳市建筑设计研究总院有限公司在复工复产阶段妥善采取应对措施，为生产建设工作平稳推进而努力。作为从事建筑设计一线的守护者，如何有效应对公共建筑运行中涉及的公共卫生安全隐患，值得深思。深圳市建筑设计研究总院有限公司暖通专业总工吴延奎特此撰文，与同仁分享。
作者：
深圳市建筑设计研究总院有限公司 吴延奎
从春节期间爆发新型冠状病毒肺炎疫情以来，人们对疫情的关注与日俱增。由于新型冠状病毒传播速度极快，如何应对新型冠状病毒感染肺炎，引发了全社会的思考。特别是随着春节假期结束，大部分人开始逐步返岗复工，如何有效降低工作场所人与人之间疫情传播的几率，是所有人最关心的话题。作为空调专业设计人员，如何从技术角度出发，充分发挥专业作用，防止病菌传播，需要我们认真分析，深刻思考。
二、合适的解决办法
可通过加大新风量来解决换气次数问题，比如利用风机变频技术。在正常运行模式下，风机风量满足最小新风量要求；而疫情模式下，可加大新风量满足换气次数要求。
在考虑如何让新鲜空气直接送入人员活动区时，可借鉴医院洁净空调系统的设计思路，采用直流空调系统（全新风系统）解决。但是如何将直流空调系统与传统空调系统有效结合，值得关注。
经过反复思考，我们发现可以采用在温湿度独立控制空调系统的基础上加以改进（命名为多源温湿度解耦智能空调系统）来解决这一问题，同时还解决了室内凝结水盘为病菌提供温床的问题。
以风机盘管系统为例，空气处理过程如下图所示。新风机承担了新风的显热负荷和湿负荷，还有室内的全部湿负荷和部分显负荷。风机盘管承担室内剩余显热负荷。处理后的新风单独送入室内。新风系统的特点详见表1。
表1 新风系统的特点
传统空调系统 | 多源温湿度解耦智能空调系统 |
新风量固定； 新风制冷量不大（1台2000风量的新风机，制冷量≈25kW） | 新风量可以调节； 新风制冷量大（1台2000风量的新风机，制冷量≈38kW） |
新风机定频运行，风量满足最小标准要求，新风机承担了新风的显热负荷和湿负荷，还有室内的全部湿负荷和部分显热负荷，风机盘管承担室内剩余显热负荷，处理后的新风单独送入室内。
新风机变频运行，新风量开至最大，风机盘管停止运行，实现室内空调直流系统的转变。
经过反复研究和计算可知，在全新风运行时，办公室、住院部、门诊楼能保障室内温湿度在舒适区的全年新风运行时间和保障率，详见下表2~4。
表2 办公楼全新风运行
空调系统 | 工作时间/h | 保障时间/h | 保障率/% | 换气次数/h-1 |
传统空调系统 | 4015 | 2492 | 62.07 | 1.6 |
多源温湿度解耦智能空调系统 | 4015 | 2840 | 70.73 | 2.0 |
注：办公室每日工作时间8:00-18:00,蓄冰率取30%。
表3 住院楼全新风运行
空调系统 | 工作时间/h | 保障时间/h | 保障率/% | 换气次数/h-1 |
传统空调系统 | 8756 | 4020 | 45.91 | 2.0 |
多源温湿度解耦智能空调系统 | 8756 | 5217 | 59.58 | 2.0 |
注:住院楼每日工作时间0:00-24:00,蓄冰率取30%。
表4 门诊楼全新风运行
空调系统 | 工作时间/h | 保障时间/h | 保障率/% | 换气次数/h-1 |
传统空调系统 | 4745 | 2120 | 44.68 | 2.6 |
多源温湿度解耦智能空调系统 | 4745 | 3515 | 66.39 | 2.6 |
注:门诊楼每日工作时间8:00-20:00,蓄冰率取30%。
如果提高蓄冰率，办公楼、住院部、门诊部全新风运行可保障的时间更长。结合SARS和新型冠状病毒肺炎的爆发时间，通常流行性病毒的爆发时间主要集中在11-4月。在此期间，全新风运行时，办公室、住院部、门诊楼能保障室内温湿度在舒适区的时间和保障率，详见下表5~7。
表5 办公楼全新风运行（h）
时间 | 传统空调系统 | 多源温湿度解耦智能空调系统 | ||
保障时间 | 保障率 | 保障时间 | 保障率 | |
11月 | 251.00 | 76.06% | 330.00 | 100.00% |
12月 | 341.00 | 100.00% | 341.00 | 100.00% |
1月 | 341.00 | 100.00% | 341.00 | 100.00% |
2月 | 308.00 | 100.00% | 308.00 | 100.00% |
3月 | 265.00 | 77.71% | 339.00 | 99.41% |
4月 | 225.00 | 68.18% | 311.00 | 94.24% |
表6 住院部全新风运行（h）
时间 | 传统空调系统 | 多源温湿度解耦智能空调系统 | ||
保障时间 | 保障率 | 保障时间 | 保障率 | |
11月 | 501.00 | 69.58% | 720.0 | 100.00% |
12月 | 722.00 | 97.04% | 744.0 | 100.00% |
1月 | 739.00 | 99.86% | 740.0 | 100.00% |
2月 | 670.00 | 99.70% | 672.0 | 100.00% |
3月 | 608.00 | 81.72% | 744.0 | 100.00% |
4月 | 506.00 | 70.28% | 684.0 | 95.00% |
表7 门诊部全新风运行（h）
时间 | 传统空调系统 | 多源温湿度解耦智能空调系统 | ||
保障时间 | 保障率 | 保障时间 | 保障率 | |
11月 | 167.00 | 42.82% | 359.00 | 92.05% |
12月 | 323.00 | 80.15% | 402.00 | 99.75% |
1月 | 350.00 | 86.85% | 403.00 | 100.00% |
2月 | 320.00 | 87.91% | 364.00 | 100.00% |
3月 | 211.00 | 52.36% | 379.00 | 94.04% |
4月 | 158.00 | 40.51% | 350.00 | 89.74% |
注:工作时间、蓄冰率同全年表格。
表8 能耗率、节费率、造价分析
空调系统 | 节能率 | 节费率 | 机房成本增加率 |
常规空调系统 | - | - | - |
常规冰蓄冷空调系统 | -20.04% | 8.88% | 33.2% |
多源温湿度解耦智能空调系统 | 20.54% | 17.73% | 35.5% |
注:1）机房造价仅包括机房主要设备，不含管道、阀门及建造成本；2）蓄冰率取30%；3）峰值电价取0.89，平期电价取0.66，谷期电价取0.186。
多源温湿度解耦智能空调系统与常规空调系统相比，可以运行在全新风模式，最大限度地满足室内通风换气的最低要求和舒适度的要求，同时还能节约能耗，节省运行费用。2003年爆发SARS病毒，国内感染了5327例，死亡349例；2020年爆发的新型冠状病毒肺炎，现在还没有结束，截至3月3日，累计确诊80422例，死亡2984例。为了防患于未然，建议大力推广和运用多源温湿度解耦智能空调系统。
作者简介：吴延奎，1988年毕业于西安冶金建筑学院，并获硕士学位，高工，现任深圳市建筑设计研究总院有限公司暖通专业总工。长期从事暖通空调设计研究，设计或主持设计大中型项目近百项，多个项目市省部级奖。已获专利二十多项，另有已受理专利多项，发表（或合作）论文近二十篇。
来源：深圳市建筑设计研究总院有限公司
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