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助力防控病毒传播:一种动态空气消毒组件的构想(四)

已有 374 次阅读 2020-5-20 21:09 |系统分类:观点评述

(四)、适用范围

本文构想的动态空气消毒组件既可以制作成独立的家用电器,用于小范围的室内防护(如家庭、独立办公室、小商铺等);也可以加装到现有的空调、通风管道等设备当中,用于对大型半开放/封闭场所(如医院、旅馆、饭店、车站、商场、学校等)以及人员较集中的公共交通设施(如飞机、轮船、火车、公交车等)实施不间断的动态空气消毒。


可投放到市场上的家用型动态空气消毒电器,需要在使用安全性、尺寸重量、消毒效率、能耗/功率/噪音等一系列参数上都具有明确的标准要求。如果采用的是紫外线消毒方式,应注意紫外光源的密闭性,防止UVC光线外泄而对人体造成伤害;如果是高温消毒的方式,则需确保电器具有良好的温控与隔热性能,以防高温加热可能产生的安全隐患。另外,对于采用高温消毒的电器而言,通过数学模拟遴选出合理的结构参数(比如将狭窄通道与进/出气口的横截面积比设定为1:50~1:100),可使狭窄通道中经历过UHT消毒的高温高速空气流,在扩散至出气口时转变为中低温、低流速的“柔和暖风”,这对于一些冬季寒冷却缺乏集中供暖的地区而言,可以在进行室内空气消毒的同时,还能取得一定的“暖气”效果,从而对动态消毒过程中产生的热量加以最大化利用。


一些老式公共建筑通常采用的是中央空调与大型管道设施相结合的方式,将其所属的各室内空间联系起来,进行统一的通风换气。在此次新冠疫情的背景下,如果其中央空调系统既非新型的水冷循环(一些老式中央空调系统仍采用的是空气循环),也没有在管道内安装必要的消毒元件,并且只采用内循环而非新风换气功能,那就有可能经由回风管道,将原本只单独存在于某空间内的病毒分散到其它各处,从而会增大疫情风险和防控难度。对于那些仍未采用风机盘管式(水冷循环)的中央空调系统,倘若在通风管道系统的关键位置上加装动态空气消毒组件,则可以起到有效的预防作用,正如图十二所示:将各室内空气汇总到管道2,进行统一的消毒后再回流至各室,以此循环能够抑制病毒在整体建筑内进行扩散传播。此外,也可以将组件加装到现有的独立空调设备当中,再对改进后的产品进行测试、使用和推广。


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图十二、建筑物通风管道系统内进行动态空气消毒示意图

其中,1、进气(回风)部分,2、狭窄通道部分,

  3、出气(送风)部分,4、消毒部分。

 

当室内缺乏通风、空气流动不畅、传染风险较大时,还需要特别强调消毒效率(该指标有些类似于空气净化器的CADR值,即“洁净空气输出比率”,用来衡量单位时间内的空气净化量)。解决办法除了提升单一动态消毒组件的规格尺寸与运行功率外,还可以根据实际情况,将不同消毒方式的多套组件整合到一起,来提高系统的整体效率和消毒彻底性(如图十三)。多组件根据需要灵活整合的另一个好处是可以根据时节变化做出适当调整:当冬春季节气温较低时,以高温消毒为主,消毒之后的余热可用于室内供暖;而在夏秋高温季节时,则以紫外线消毒为主即可。

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图十三、两种动态空气消毒组件整合示意图

其中,1、进气部分,2、狭窄通道部分,

3、出气部分,4-1、UVC消毒, 4-2、UHT消毒。

 

还有一个场景可能是以往经常被忽略的:当前学界认为此次新冠病毒很可能来源于蝙蝠,并通过中间物种传染给了人类。除了要坚决杜绝滥捕野生动物的非法贸易与恶习外,还应当关注与现今人类生活密切相关的所有易感动物种群;换言之,抑制流感、冠状病毒等病原体的传播,仅仅重视人类自身群体的防护可能还不够。以可传染给人的禽流感(主要是甲型流感病毒)为例,当前对鸡、鸭等家禽主要采用的是工业化高密度养殖方式,拥挤的空间以及不堪的生存环境导致了一旦有疫情爆发,就会迅速蔓延开来,不但会给相关产业造成巨大损失,还可能会危及人类与其它物种的生存健康,所以有必要重视相关养殖产业的疫情防控。除了采用化学药剂进行环境消毒,以及在饲料中添加抗生素外,在成本可控的条件下,重视养殖场内空气的流通与消毒,也应当是个值得认真考虑的选项。




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