摘要:在對列(lie)(lie)車空氣(qi)品質問題研究的基(ji)礎上(shang)，提出采用空氣(qi)自凈裝(zhuang)置來稀(xi)釋(shi)車內(nei)污染物的方法，并對它在列(lie)(lie)車上(shang)的應用進行了初步分析，認為空氣(qi)自凈凈化裝(zhuang)置是今后列(lie)(lie)車空氣(qi)品質改善和節能的最優(you)選擇之一。

關鍵詞:空氣自凈(jing)凈(jing)化裝(zhuang)置,列車,節能,空氣品質

1 引言

鐵(tie)路(lu)列車作(zuo)為重要(yao)的交通(tong)工(gong)具，內部(bu)空(kong)氣(qi)品(pin)質(zhi)狀(zhuang)況歷來受到重視(shi)。列車行(xing)程長(chang)(chang)，車廂定員(yuan)多，旅客坐車時(shi)間長(chang)(chang)，隨(sui)身攜帶(dai)物品(pin)復雜，吸(xi)煙者不乏(fa)其(qi)人。特別是在空(kong)調(diao)運行(xing)其(qi)間，門窗緊閉，車廂內低濃(nong)度污染物長(chang)(chang)期存在，旅客容易產(chan)生(sheng)頭(tou)昏、胸(xiong)悶、呼吸(xi)困難(nan)等癥(zheng)狀(zhuang)。隨(sui)著(zhu)列車運行(xing)的逐步高速化，其(qi)結構的密閉性能(neng)也會進一步加強，對車廂內空(kong)氣(qi)品(pin)質(zhi)改善的要(yao)求(qiu)愈益迫切。

2 除塵對空氣品質的影響

鐵(tie)路客(ke)車(che)是我(wo)國(guo)旅(lv)(lv)客(ke)的(de)主要(yao)(yao)客(ke)運工(gong)具，隨著我(wo)國(guo)人(ren)們(men)生(sheng)活水平的(de)提高(gao)和旅(lv)(lv)游事業(ye)的(de)發展，人(ren)們(men)對(dui)鐵(tie)路客(ke)運的(de)要(yao)(yao)求(qiu)越(yue)來越(yue)高(gao)。現代客(ke)車(che)不但(dan)要(yao)(yao)保證安全高(gao)效(xiao)地運行，而且還(huan)要(yao)(yao)為旅(lv)(lv)客(ke)和車(che)上(shang)工(gong)作人(ren)員盡可能的(de)創造舒適衛生(sheng)的(de)環境[1]。近年來我(wo)國(guo)鐵(tie)路客(ke)車(che)空(kong)(kong)調(diao)化進程十分(fen)迅猛，車(che)廂內(nei)空(kong)(kong)氣(qi)品(pin)質(zhi)的(de)問題也日趨嚴重(zhong)，主要(yao)(yao)包括：（1）車(che)內(nei)大(da)(da)量存在灰塵(chen)、CO2、CO、煙氣(qi)、空(kong)(kong)氣(qi)微生(sheng)物(wu)(wu)、甲醛、臭氣(qi)等低濃度污(wu)染物(wu)(wu)，且負離子缺(que)乏，其(qi)中微小(xiao)粒子所占污(wu)染物(wu)(wu)的(de)比(bi)重(zhong)大(da)(da)，危害嚴重(zhong)；2）空(kong)(kong)調(diao)機(ji)組的(de)空(kong)(kong)氣(qi)過濾器對(dui)微小(xiao)粒子除塵(chen)效(xiao)率低；（3）系(xi)統(tong)所需新風量大(da)(da)，且新風效(xiao)應低，造成能量的(de)浪費；（4）沒有考慮設置系(xi)統(tong)的(de)自凈裝置。

在未來的(de)(de)高速(su)客(ke)車(che)中(zhong)，由于車(che)體(ti)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)密性好，自(zi)然滲入新(xin)風會逐漸減少，那么車(che)內(nei)低濃度(du)污(wu)(wu)染(ran)物問題(ti)將更(geng)為(wei)突出[2]。為(wei)解決(jue)好節能(neng)與空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)品質之間(jian)的(de)(de)矛盾，各國都通過制定標準(zhun)和規范，在保證人(ren)體(ti)健康(kang)的(de)(de)條件(jian)下(xia)，積(ji)極研(yan)究(jiu)(jiu)和尋找合理解決(jue)室(shi)內(nei)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)品質惡(e)化(hua)的(de)(de)途徑和方(fang)法，使室(shi)內(nei)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)被污(wu)(wu)染(ran)的(de)(de)程度(du)降(jiang)低到可以接受(shou)的(de)(de)程度(du)。據明尼蘇達大(da)學(xue)收集的(de)(de)有代(dai)表性的(de)(de)環(huan)境污(wu)(wu)染(ran)分(fen)析表明，按塵(chen)(chen)粒計(ji)(ji)算(suan)百分(fen)比統計(ji)(ji)，98.5%的(de)(de)塵(chen)(chen)粒直(zhi)徑屬于準(zhun)納米(mi)級，如(ru)此(ci)細(xi)小(xiao)的(de)(de)微(wei)粒（尤其是0.3μm以下(xia)的(de)(de)微(wei)小(xiao)粒子）在空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)是呈布朗(lang)運動方(fang)式(shi)，主要(yao)受(shou)室(shi)內(nei)電(dian)線產生的(de)(de)電(dian)磁場影響(xiang)(xiang)而運動，細(xi)小(xiao)粒子受(shou)到靜(jing)電(dian)作用后(hou)，容易(yi)吸附在人(ren)體(ti)，墻壁及(ji)設備上，受(shou)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)流動的(de)(de)影響(xiang)(xiang)較小(xiao)，用傳統新(xin)風稀釋方(fang)法控制室(shi)內(nei)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)品質，不僅要(yao)耗費大(da)量(liang)能(neng)量(liang)，不易(yi)被循環(huan)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)自(zi)凈(jing)裝置捕獲，還要(yao)增大(da)空(kong)調系(xi)統的(de)(de)一次投資。因(yin)此(ci)，如(ru)何清除準(zhun)納米(mi)級微(wei)粒，已成為(wei)除塵(chen)(chen)研(yan)究(jiu)(jiu)中(zhong)一項重要(yao)的(de)(de)課題(ti)，在列車(che)中(zhong)更(geng)是如(ru)此(ci)。

目前，在國內的列車(che)中(zhong)仍是采(cai)用傳統(tong)的方(fang)法來(lai)改(gai)變室內空(kong)氣(qi)質量(liang)，即不斷(duan)補充和加大車(che)內的新(xin)鮮空(kong)氣(qi)（據(ju)統(tong)計(ji)，在國內列車(che)的空(kong)氣(qi)處理中(zhong)，新(xin)風(feng)量(liang)約(yue)占總風(feng)量(liang)的25%~50%，約(yue)占空(kong)調(diao)中(zhong)負荷的20%），但(dan)這樣做會犧牲新(xin)風(feng)負荷，耗費大量(liang)能(neng)源(yuan)。而單(dan)元(yuan)式空(kong)調(diao)機(ji)組采(cai)用的的空(kong)氣(qi)過濾裝置多為(wei)篩眼為(wei)120目的尼龍濾塵器（計(ji)數效(xiao)率：>1μm約(yue)70%；>5μm約(yue)>80%；>8μm約(yue)>96%），由(you)于對于準納米級以(yi)下(xia)尺(chi)寸的微粒清除(chu)效(xiao)果不好，因此對車(che)內煙氣(qi)等清除(chu)效(xiao)果不佳。

3 列車空氣凈化裝置分析

3.1 COSA的空氣自凈系統原理分析

為解決上(shang)述問題，美國率(lv)先(xian)提(ti)出(chu)了在(zai)(zai)保證最小新(xin)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)量的(de)(de)(de)(de)條(tiao)件下，允許采(cai)用(yong)(yong)(yong)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)自凈(jing)裝(zhuang)(zhuang)置來稀釋室內污染(ran)物(wu)的(de)(de)(de)(de)方(fang)法，并在(zai)(zai)ASHRAE65-89標準(zhun)中予以(yi)(yi)規(gui)范確定。目(mu)前，已出(chu)現較多基于空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)自凈(jing)的(de)(de)(de)(de)凈(jing)化裝(zhuang)(zhuang)置，但相對體(ti)(ti)(ti)積(ji)都較大(da)。對于列車(che)(che)而(er)言，由(you)于其空(kong)(kong)間(jian)狹小，不(bu)宜布置過(guo)(guo)多的(de)(de)(de)(de)設備，因此(ci)，基于COSA的(de)(de)(de)(de)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)自凈(jing)系統(tong)，由(you)于其在(zai)(zai)效率(lv)和體(ti)(ti)(ti)積(ji)方(fang)面(mian)的(de)(de)(de)(de)優勢使(shi)得它在(zai)(zai)列車(che)(che)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)凈(jing)化方(fang)面(mian)特(te)別適合。所謂COSA是指(zhi)control of secondary air electronically，就(jiu)其本(ben)身(shen)而(er)言，它不(bu)是積(ji)塵(chen)(chen)(chen)設備，不(bu)是用(yong)(yong)(yong)其自身(shen)吸附塵(chen)(chen)(chen)埃，而(er)是通過(guo)(guo)加倍提(ti)高空(kong)(kong)調設備的(de)(de)(de)(de)中、高性能濾網(wang)的(de)(de)(de)(de)積(ji)塵(chen)(chen)(chen)效率(lv)來進行除(chu)塵(chen)(chen)(chen)的(de)(de)(de)(de)。其原(yuan)(yuan)理是由(you)COSA創(chuang)造的(de)(de)(de)(de)合成激勵電(dian)場中，一(yi)(yi)般(ban)用(yong)(yong)(yong)通風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)過(guo)(guo)濾器無法捕(bu)捉的(de)(de)(de)(de)1μm以(yi)(yi)下粒子通過(guo)(guo)不(bu)斷的(de)(de)(de)(de)作用(yong)(yong)(yong)，互相撞擊(ji)吸附，逐漸變(bian)大(da)尺寸，同(tong)(tong)(tong)時在(zai)(zai)正負(fu)電(dian)荷(he)的(de)(de)(de)(de)充分(fen)(fen)作用(yong)(yong)(yong)下，形成一(yi)(yi)定大(da)小的(de)(de)(de)(de)中性微粒，在(zai)(zai)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)作用(yong)(yong)(yong)下，可以(yi)(yi)隨高速氣(qi)(qi)(qi)(qi)流順利進入(ru)(ru)室內，而(er)不(bu)是因靜電(dian)吸附在(zai)(zai)送風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)管(guan)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)、盤管(guan)的(de)(de)(de)(de)金屬表面(mian)，進入(ru)(ru)房間(jian)內的(de)(de)(de)(de)變(bian)大(da)粒子可以(yi)(yi)隨較為緩慢的(de)(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)流繼(ji)續運動，撞擊(ji)小粒子使(shi)之變(bian)大(da)，同(tong)(tong)(tong)時吸附車(che)(che)內令人不(bu)悅的(de)(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)味，經過(guo)(guo)這種變(bian)化，在(zai)(zai)車(che)(che)內的(de)(de)(de)(de)粒子會逐漸變(bian)大(da)，除(chu)一(yi)(yi)部分(fen)(fen)被排到(dao)車(che)(che)外，大(da)部分(fen)(fen)被安裝(zhuang)(zhuang)在(zai)(zai)COSA正前方(fang)的(de)(de)(de)(de)濾網(wang)所吸附。由(you)于它不(bu)是一(yi)(yi)個(ge)積(ji)塵(chen)(chen)(chen)的(de)(de)(de)(de)裝(zhuang)(zhuang)置，積(ji)塵(chen)(chen)(chen)仍然通過(guo)(guo)過(guo)(guo)濾網(wang)，所以(yi)(yi)使(shi)用(yong)(yong)(yong)壽命長；同(tong)(tong)(tong)時，由(you)于它不(bu)是電(dian)離裝(zhuang)(zhuang)置，當其凈(jing)化氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)時，不(bu)產生臭氧，電(dian)磁(ci)性或開線電(dian)頻(pin)率(lv)干(gan)擾(rao)等(deng)問題，此(ci)外，由(you)于能減少稀釋空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)新(xin)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)量，從而(er)能減少能量消耗。在(zai)(zai)日本(ben)三(san)菱銀行大(da)廈(sha)采(cai)用(yong)(yong)(yong)COSA原(yuan)(yuan)理進行空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)自凈(jing)除(chu)塵(chen)(chen)(chen)操作時，將新(xin)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)量由(you)原(yuan)(yuan)來的(de)(de)(de)(de)50%調至10%，室內空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)質量并無下降，由(you)此(ci)可見，COSA能在(zai)(zai)有效減小新(xin)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)熱負(fu)荷(he)的(de)(de)(de)(de)同(tong)(tong)(tong)時清除(chu)原(yuan)(yuan)系統(tong)難(nan)以(yi)(yi)處理的(de)(de)(de)(de)CO2、CO，如香(xiang)煙的(de)(de)(de)(de)煙霧及人體(ti)(ti)(ti)呼出(chu)的(de)(de)(de)(de)廢(fei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)等(deng)。

3.2 列車空氣自凈凈化裝置應用分析

以我(wo)國(guo)(guo)常用的(de)(de)(de)YZ23型客車(che)(che)(che)為(wei)例，在(zai)硬座車(che)(che)(che)上(shang)，一(yi)(yi)般在(zai)車(che)(che)(che)里兩側(ce)分(fen)(fen)(fen)別布(bu)置(zhi)(zhi)(zhi)有(you)(you)單元式(shi)空(kong)(kong)(kong)(kong)調機組(zu)(zu)(zu)(zu)一(yi)(yi)臺，回(hui)風(feng)口(kou)分(fen)(fen)(fen)別置(zhi)(zhi)(zhi)于(yu)兩端小(xiao)走廊(lang)的(de)(de)(de)頂(ding)板上(shang)，送風(feng)口(kou)則置(zhi)(zhi)(zhi)于(yu)車(che)(che)(che)廂內燈帶(dai)側(ce)，風(feng)道合用一(yi)(yi)個(ge)或各置(zhi)(zhi)(zhi)一(yi)(yi)個(ge)。這種(zhong)布(bu)置(zhi)(zhi)(zhi)方式(shi)可以有(you)(you)效利用車(che)(che)(che)上(shang)和車(che)(che)(che)下(xia)的(de)(de)(de)空(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)，噪聲源比較分(fen)(fen)(fen)散，風(feng)道面積小(xiao)而薄。通(tong)過研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)發現，由(you)于(yu)在(zai)列車(che)(che)(che)組(zu)(zu)(zu)(zu)合式(shi)空(kong)(kong)(kong)(kong)調機組(zu)(zu)(zu)(zu)的(de)(de)(de)回(hui)風(feng)口(kou)處，列車(che)(che)(che)走廊(lang)存在(zai)3105×2850mm的(de)(de)(de)空(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)，僅在(zai)走廊(lang)一(yi)(yi)側(ce)的(de)(de)(de)洗漱處便存在(zai)2130×1085mm的(de)(de)(de)空(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)，完(wan)全能(neng)夠(gou)布(bu)置(zhi)(zhi)(zhi)下(xia)COSA裝置(zhi)(zhi)(zhi)（600×600mm），尤其是在(zai)對(dui)(dui)列車(che)(che)(che)空(kong)(kong)(kong)(kong)調機組(zu)(zu)(zu)(zu)與(yu)(yu)(yu)COSA的(de)(de)(de)優化組(zu)(zu)(zu)(zu)合之后，在(zai)高(gao)度上(shang)，對(dui)(dui)車(che)(che)(che)內也不會產生明(ming)顯影響。因(yin)而可以認為(wei)，COSA裝置(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)應(ying)用在(zai)空(kong)(kong)(kong)(kong)調車(che)(che)(che)上(shang)。但是由(you)于(yu)國(guo)(guo)內對(dui)(dui)列車(che)(che)(che)空(kong)(kong)(kong)(kong)氣(qi)品質的(de)(de)(de)自凈設(she)(she)備進行的(de)(de)(de)研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)非(fei)常之少，其特性及(ji)與(yu)(yu)(yu)我(wo)國(guo)(guo)國(guo)(guo)產過濾設(she)(she)備的(de)(de)(de)匹配性能(neng)都缺(que)乏有(you)(you)關(guan)的(de)(de)(de)研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)應(ying)用資料。為(wei)提高(gao)我(wo)國(guo)(guo)空(kong)(kong)(kong)(kong)氣(qi)處理(li)水平(ping)，應(ying)對(dui)(dui)COSA裝置(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)有(you)(you)效性、與(yu)(yu)(yu)國(guo)(guo)產設(she)(she)備的(de)(de)(de)匹配性及(ji)節能(neng)性等(deng)方面展(zhan)開(kai)研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)，在(zai)此基(ji)礎上(shang)研(yan)(yan)(yan)(yan)制(zhi)出符合自身需要的(de)(de)(de)產品。

4 結語

車(che)內空氣(qi)品質(zhi)是發達國家廣泛關(guan)注(zhu)的(de)問(wen)題，列車(che)內空氣(qi)中的(de)微(wei)小粒子不易被清除，而且(qie)對(dui)人體健康影響嚴重，隨著列車(che)運行的(de)逐步(bu)高速化，對(dui)車(che)廂內熱環境和(he)空氣(qi)品質(zhi)改善的(de)要求愈(yu)益(yi)迫切，因此，空氣(qi)自凈(jing)凈(jing)化裝置是今(jin)后列車(che)空氣(qi)品質(zhi)改善和(he)節能的(de)最(zui)優(you)選擇之一，應進(jin)(jin)一步(bu)進(jin)(jin)行深入研究。

參考文獻

[1] 胡小惠. 旅(lv)客(ke)列車環(huan)境質量(liang)現(xian)狀(zhuang)調查[J]. 鐵道勞動衛生安全與環(huan)保. 2001,28(1): 52-54

[2] 盧紀富(fu),史自(zi)強(qiang),靳宜(yi)勇. 列車空(kong)調(diao)中(zhong)的空(kong)氣品質問題(ti)及其評價(jia)與(yu)改(gai)善措施[J]. 制冷與(yu)空(kong)調(diao). 2004,4(1): 15-20

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章