电子式空气净化消毒装置在城市轨道交通中的应用研究

摘 要 结合城市轨道空调系统电子式空气净化消毒装置的工作条件和电子式空气净化消毒装置的优点，通过分析目前城市轨道空气污染问题和传统布袋式过滤器空调净化方式的不足，本文采用电子式空气净化消毒装置净化方式可以解决地铁空调系统中的室内空气污染及传统布袋式过滤器运行和清洗成本较高等问题，能够为乘客和工作人员享受舒适的室内环境，使电子式空气净化消毒装置在城市轨道空调系统得到推广和应用。

【关键词】空气净化消毒装置 布袋式过滤器

1 空气净化消毒装置的工作条件及设计依据

柜式空调机组设置在车站通风空调机房内，机房设置机械送、排风系统进行通风，换气次数6次/小时，环境温度-20℃≤t≤45℃，相对湿度10%≤φ≤95%，在运营初期高湿度可能产生凝露条件下，能可靠运行。大型表冷器设置在车站土建风道或主体结构内，环境温度≤45℃，相对湿度≤95%，并考虑设备运营初期结露。大型表冷器运输采用散件进场，现场拼装。

根据中国卫生部2006年发布的《公共场所集中空调通风系统卫生管理办法》符合下列要求的集中空调通风系统方可继续运行：

（1）采用全新风方式运行的。

（2）装有空气净化消毒装置，并保证该装置有效运行的。

（3）风机盘管加新风的空调系统，能确保各房间独立通风的。根据此办法及规范，重要公共场所集中空调系统应设置空气净化消毒装置

2 电子式空气净化消毒装置的工作原理及主要参数

以北京地铁6号线空调系统为例，本工程空调系统采用了初效过滤器加蜂巢型电子式空气净化消毒装置。

2.1 工作原理

蜂巢型电子式空气净化消毒装置的工作原理是使颗粒物荷电，改变运动方向而后捕获，在静电场的正负两级极板施加12kv的高压直流（正负极间场强最低为7.5kv/cm），在等离子体灭菌区，空气的飘尘、污染物被迅速极化，进入集尘区，在电场力作用下被负极板吸附，在高压电荷瞬间释放产生的能量将微生物细胞壁击穿，进而烧结碳化达到除尘灭菌的目的。如果尘埃未被负极板吸附，则在回压区受到一个和空气流动方向相反的作用力，这种结构的电场具有更强的吸附效果，蜂巢型电子式空气净化消毒装置采用蜂巢针棒状三区静电电场，由等离子体灭菌区、集尘区、回压区组成如图1所示。

2.2 主要参数

蜂巢型电子式空气净化消毒装置安全性符合《公共场所集中空调通风系统卫生规范》要求，臭氧允许增加量为0.008mg/m3，无紫外线（装置周边30cm处），总挥发性有机化合物TVOC没有增加，可吸入颗粒物PM10 没有增加。设备连续运行装置阻力：在空调正常送排风速下，即风速2.0～3.0m/s范围时，最大阻力小于等于15Pa。颗粒物净化效率：对于1.0um的可吸入颗粒物，在风速2.0～3.0m/s范围时，一次性通过时的净化效率98.9%。微生物净化效率：对于微生物的净化效率，在风速2.0～3.0m/s范围时，一次性通过时的净化效率94.69%。

3 电子式空气净化消毒装置在城市轨道交通中的应用优势

根据地铁空调系统空气净化消毒装置的使用工况及工艺条件，将电子式空气净化消毒装置与传统布袋式过滤器两种空气净化方案进行技术和经济效益比较。

3.1 结构特点

蜂巢型电子式空气净化消毒装置集尘区采用蜂巢结构，集尘面积达到最大，空气阻力达到最小。放电端采用针棒结构，放电针尖经过光学磨圆，对空气进行电离，可产生高浓度的等离子体，集尘效率高，同时破坏电解质，彻底地杀死细菌。结构轻巧精细，外形美观大方，标准化模块设计，便于安装清洗，金属材质，坚固耐用，故障率低。电场加工精度高，电流小，电场强度大。

3.2 技术比较

传统布袋式过滤器一般采用无纺布过滤袋过滤灰尘，无电场强度，一次性通过除尘效率低于50%，导致空调系统通风管道内沉积灰尘严重，灰尘、病菌阻塞表冷器铝质翅片，降低了换热效率，不能灭菌、不能去除有害气体，而且灰尘脱落、病菌繁殖极易产生二次污染，空气质量不能保证。而电子式空气净化消毒装置有电场强度，一次性通过除尘效率大于或等于80%，一次性通过灭菌效率大于或等于90%。

3.3 经济效益比较

传统布袋式过滤器一般清洗周期为一个月，需专业清洗工人进行清洗，且清洗后无纺布机械结构变形，过滤层板结，效率降低，阻力能耗增加，耗电量增加，使用寿命为一年。而电子式空气净化消毒装置清洗周期一般大于十二个月，清洗程序简单，直接用自来水进行冲洗即可，清洗后不会对电场造成任何影响，对净化效率、阻力能耗及耗电量影响极小，可自己清洗，无需更换，使用寿命长达20年。

4 结论

经大量试验证实蜂巢型电子式空气净化消毒装置净化后空气的臭氧小于或等于0.10mg/m3，紫外线（装置周边30cm处）小于或等于5uw/cm2，总挥发性有机化合物TVOC小于或等于0.06 mg/m3，可吸入颗粒物PM10 小于或等于0.02mg/m3，蜂巢型电子空气净化消毒装置净化方式可以解决城市轨道空调系统中的室内空气污染及传统布袋式过滤器运行和清洗成本较高的问题。

作者简介

苏钢（1975-），男，河北省人。大学本科学历。现为中铁一局集团工程师。研究方向为暖通、给排水、动照、屏蔽门。

作者单位

中铁一局集团 陕西省西安市 710054