電子式空氣凈化消毒裝置在城市軌道交通中的應用研究

摘 要 結(jié)合城市軌道空調(diào)系統(tǒng)電子式空氣凈化消毒裝置的工作條件和電子式空氣凈化消毒裝置的優(yōu)點，通過分析目前城市軌道空氣污染問題和傳統(tǒng)布袋式過濾器空調(diào)凈化方式的不足，本文采用電子式空氣凈化消毒裝置凈化方式可以解決地鐵空調(diào)系統(tǒng)中的室內(nèi)空氣污染及傳統(tǒng)布袋式過濾器運行和清洗成本較高等問題，能夠為乘客和工作人員享受舒適的室內(nèi)環(huán)境，使電子式空氣凈化消毒裝置在城市軌道空調(diào)系統(tǒng)得到推廣和應用。

【關鍵詞】空氣凈化消毒裝置 布袋式過濾器

1 空氣凈化消毒裝置的工作條件及設計依據(jù)

柜式空調(diào)機組設置在車站通風空調(diào)機房內(nèi)，機房設置機械送、排風系統(tǒng)進行通風，換氣次數(shù)6次/小時，環(huán)境溫度-20℃≤t≤45℃，相對濕度10%≤φ≤95%，在運營初期高濕度可能產(chǎn)生凝露條件下，能可靠運行。大型表冷器設置在車站土建風道或主體結(jié)構內(nèi)，環(huán)境溫度≤45℃，相對濕度≤95%，并考慮設備運營初期結(jié)露。大型表冷器運輸采用散件進場，現(xiàn)場拼裝。

根據(jù)中國衛(wèi)生部2006年發(fā)布的《公共場所集中空調(diào)通風系統(tǒng)衛(wèi)生管理辦法》符合下列要求的集中空調(diào)通風系統(tǒng)方可繼續(xù)運行：

（1）采用全新風方式運行的。

（2）裝有空氣凈化消毒裝置，并保證該裝置有效運行的。

（3）風機盤管加新風的空調(diào)系統(tǒng)，能確保各房間獨立通風的。根據(jù)此辦法及規(guī)范，重要公共場所集中空調(diào)系統(tǒng)應設置空氣凈化消毒裝置

2 電子式空氣凈化消毒裝置的工作原理及主要參數(shù)

以北京地鐵6號線空調(diào)系統(tǒng)為例，本工程空調(diào)系統(tǒng)采用了初效過濾器加蜂巢型電子式空氣凈化消毒裝置。

2.1 工作原理

蜂巢型電子式空氣凈化消毒裝置的工作原理是使顆粒物荷電，改變運動方向而后捕獲，在靜電場的正負兩級極板施加12kv的高壓直流（正負極間場強最低為7.5kv/cm），在等離子體滅菌區(qū)，空氣的飄塵、污染物被迅速極化，進入集塵區(qū)，在電場力作用下被負極板吸附，在高壓電荷瞬間釋放產(chǎn)生的能量將微生物細胞壁擊穿，進而燒結(jié)碳化達到除塵滅菌的目的。如果塵埃未被負極板吸附，則在回壓區(qū)受到一個和空氣流動方向相反的作用力，這種結(jié)構的電場具有更強的吸附效果，蜂巢型電子式空氣凈化消毒裝置采用蜂巢針棒狀三區(qū)靜電電場，由等離子體滅菌區(qū)、集塵區(qū)、回壓區(qū)組成如圖1所示。

2.2 主要參數(shù)

蜂巢型電子式空氣凈化消毒裝置安全性符合《公共場所集中空調(diào)通風系統(tǒng)衛(wèi)生規(guī)范》要求，臭氧允許增加量為0.008mg/m3，無紫外線（裝置周邊30cm處），總揮發(fā)性有機化合物TVOC沒有增加，可吸入顆粒物PM10 沒有增加。設備連續(xù)運行裝置阻力：在空調(diào)正常送排風速下，即風速2.0～3.0m/s范圍時，最大阻力小于等于15Pa。顆粒物凈化效率：對于1.0um的可吸入顆粒物，在風速2.0～3.0m/s范圍時，一次性通過時的凈化效率98.9%。微生物凈化效率：對于微生物的凈化效率，在風速2.0～3.0m/s范圍時，一次性通過時的凈化效率94.69%。

3 電子式空氣凈化消毒裝置在城市軌道交通中的應用優(yōu)勢

根據(jù)地鐵空調(diào)系統(tǒng)空氣凈化消毒裝置的使用工況及工藝條件，將電子式空氣凈化消毒裝置與傳統(tǒng)布袋式過濾器兩種空氣凈化方案進行技術和經(jīng)濟效益比較。

3.1 結(jié)構特點

蜂巢型電子式空氣凈化消毒裝置集塵區(qū)采用蜂巢結(jié)構，集塵面積達到最大，空氣阻力達到最小。放電端采用針棒結(jié)構，放電針尖經(jīng)過光學磨圓，對空氣進行電離，可產(chǎn)生高濃度的等離子體，集塵效率高，同時破壞電解質(zhì)，徹底地殺死細菌。結(jié)構輕巧精細，外形美觀大方，標準化模塊設計，便于安裝清洗，金屬材質(zhì)，堅固耐用，故障率低。電場加工精度高，電流小，電場強度大。

3.2 技術比較

傳統(tǒng)布袋式過濾器一般采用無紡布過濾袋過濾灰塵，無電場強度，一次性通過除塵效率低于50%，導致空調(diào)系統(tǒng)通風管道內(nèi)沉積灰塵嚴重，灰塵、病菌阻塞表冷器鋁質(zhì)翅片，降低了換熱效率，不能滅菌、不能去除有害氣體，而且灰塵脫落、病菌繁殖極易產(chǎn)生二次污染，空氣質(zhì)量不能保證。而電子式空氣凈化消毒裝置有電場強度，一次性通過除塵效率大于或等于80%，一次性通過滅菌效率大于或等于90%。

3.3 經(jīng)濟效益比較

傳統(tǒng)布袋式過濾器一般清洗周期為一個月，需專業(yè)清洗工人進行清洗，且清洗后無紡布機械結(jié)構變形，過濾層板結(jié)，效率降低，阻力能耗增加，耗電量增加，使用壽命為一年。而電子式空氣凈化消毒裝置清洗周期一般大于十二個月，清洗程序簡單，直接用自來水進行沖洗即可，清洗后不會對電場造成任何影響，對凈化效率、阻力能耗及耗電量影響極小，可自己清洗，無需更換，使用壽命長達20年。

4 結(jié)論

經(jīng)大量試驗證實蜂巢型電子式空氣凈化消毒裝置凈化后空氣的臭氧小于或等于0.10mg/m3，紫外線（裝置周邊30cm處）小于或等于5uw/cm2，總揮發(fā)性有機化合物TVOC小于或等于0.06 mg/m3，可吸入顆粒物PM10 小于或等于0.02mg/m3，蜂巢型電子空氣凈化消毒裝置凈化方式可以解決城市軌道空調(diào)系統(tǒng)中的室內(nèi)空氣污染及傳統(tǒng)布袋式過濾器運行和清洗成本較高的問題。

作者簡介

蘇鋼（1975-），男，河北省人。大學本科學歷。現(xiàn)為中鐵一局集團工程師。研究方向為暖通、給排水、動照、屏蔽門。

作者單位

中鐵一局集團 陜西省西安市 710054