城市轨道交通车辆空气净化器类别及对比选型

城市轨道交通车辆空气净化器类别及对比选型

王传鲁蔡蓉燕

成都地铁运营有限公司四川成都610000

摘要：空调作为城市轨道交通车辆的一个重要子系统，承担着车辆外部与内部空气交换及调节内外温度的工作，对乘客的乘坐体验的好坏具有决定性作用。随着科技水平的发展，人们对生活质量的要求越来越高，为了提高客室内部的空气质量，营造更加舒适的乘坐环境，将空气净化装置引入轨道交通车辆中，本文通过对空气净化器进行简单介绍和对比，最终选择适合轨道交通车辆使用的空气净化器，为轨道交通车辆空调设置空气净化器的选型提供参考。

一、概述

国内地铁由于载客量大，人员密集，运行频繁，地下空气流通性较差，环境条件与地面有天壤之别，同时空气质量的好坏也影响乘客乘坐的体验，是乘客投诉和关心的焦点问题。因此空调机组除了对空气进行正常的过滤网过滤之外，按照各车辆用户的不同要求，在轨道交通车辆的空调机组内部增加安装杀菌设备（双重净化），可通过杀菌净化装置进行空气处理，达到净化列车客室内部空气的目的。这种空气净化装置按照工作原理，在实际车辆应用中一般分成三类：被动净化（滤网净化型）、主动净化（无滤网型）、双重净化（主动净化+被动净化）。

而目前市场采用的杀菌装置主要有紫外线杀菌、臭氧发生器及等离子体净化装置。根据调研，目前在轨道交通领域应用的空气净化器品牌主要有低温等离子体空气净化装置、光等离子空气净化装置和紫外线杀菌空气净化装置。分别对以上三种产品的工作原理、技术优缺点、产品性能、使用寿命、维修维护情况、应用业绩等相关技术参数进行了对比分析如下：

二、技术对比分析

1、低温等离子体空气净化装置

1.1、工作原理

低温等离子体技术是电子、化学、催化等综合作用下的电化学过程。低温等离子场内气体被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。利用这些高能电子、自由基等活性粒子和空气中的污染物作用，使污染物分子在极短的时间内发生分解，并发生后续的各种反应达到分解污染物的目的。

1.2、技术特点

（1）可处理空气细菌、病毒、有害气体、固体颗粒物污染物；

（2）采用完全自主知识产权的国际领先的低温等离子技术；

（3）低温等离子管5年免维护，长达10年使用寿命；

（4）运营过程中无需特别维护，无需定期更换低温等离子管。

（5）无噪音、低能耗、不产生二次污染、不使用光学原件不产生辐射污染。

1.3、优缺点分析

优点：主动式处理，进行消杀、分解，无有害残留，无二次污染；能处理各类污染物且性能稳定，寿命长；使用中无定期更换部件及易损易耗件，维护便捷极大的节约了使用成本；

缺点：会产生微量臭氧，臭氧浓度为0.017PPM（国家标准为0.2PPM，人体能感知的臭氧浓度为0.02PPM，该产品通过电压控制，将臭氧浓度控制在人体能感知的浓度以下，远低于国家标准，安全性大为提高）。

1.4、主要性能指标

杀菌率>99%；

平均无故障运行时间>25000小时；

对笨、甲醛及TVOC（总挥发性有机化合物）净化率>92%。

2、光等离子空气净化装置

2.1、工作原理

通过释放大量的光等离子团来分解空气中的有害物质，利用低压深频纳米光管将空气中的水分子和氧分子激发而成为高能量的气体状态或气体簇，包含激化的原子和分子、离子、化学基和游离电子，能消灭几乎所有的有机污染物，使有机物、微生物、细菌、病毒等大分子链断裂，并迅速进行重组。

2.2、技术特点

（1）可处理空气细菌、病毒、有害气体、固体颗粒物污染物；

（2）光等离子管保存寿命为3年，使用寿命不低于15000小时；

（3）正常使用的情况下，一年或一年半需要更换一次光等离子管。

（4）三个月用软布擦拭光等离子管表面灰尘，长期不使用的情况下，离子管需3年更换一次。

2.3、优缺点分析

优点：主动式处理，能灭杀微生物，清除有害气体；

缺点：光等离子管需定期更换，光管寿命短，使用及维护成本高；

2.4、主要性能指标

杀菌率>99%；

平均无故障运行时间约9000小时；

对苯、甲醛及总挥发性有机化合物净化率>92%。

3、紫外线空气净化装置

3.1、工作原理

紫外线杀菌：紫外线C波段可破坏DNA的分子键，使其失去复制能力或失去活性，造成细胞死亡，达到杀菌消毒的目的；高能离子团：通过特制电离管，产生可飘移正负离子团，捕捉和分解空气中以及物体表面的细菌、病毒、孢子、霉菌以及可挥发性有机物等；光触媒：纳米光触媒在光照射下，生成超氧化物阴离子自由基，破坏有机物中的化学键，分解有机物为二氧化碳与水。

3.2、技术特点

（1）可处理空气细菌、病毒、有害气体、固体颗粒物污染物；

（2）主要由离子团发生器和紫外线灯管两个功能块构成；

3.3、优缺点分析

优点：主动式处理，通过紫外光灭杀细菌等微生物；通过紫外光产生光等离子体，对有害气体有中和分解作用；

缺点：对颗粒物效果不明显，净化效率衰减很快；对VOCS净化效率低，催化不完全时会产生二次污染物；紫外灯管需定期更换，寿命短，使用及维护成本高；紫外线泄露会对人体造成伤害；会产生臭氧，当浓度到达一定时会对人体产生危害；光触媒价格高、后期维护复杂，维护成本高。

4、综述

综上所述，通过对三类空气净化装置的工作原理、技术优缺点、产品性能、使用寿命、维修维护情况、产品参数等多方面因素分析，尤其是综合考虑了产品稳定性、产品寿命、使用及维护成本等方面，选择低温等离子体空气净化器较为合适。

三、低温等离子空气净化装置介绍安装及维护

1、产品功能介绍

低温等离子空气净化装置主要针对地铁车辆空调系统设计。

针对列车车厢专门设计，设备结构设计各项指标符合和适应轨道列车的实际情况，抗震能力强，可安装在空调机组的回风口或者送风口等空气流通处。

装置采用直流低压电源和等离子管模块化设计，集空气净化、工作显示和信号反馈等功能于一体，能有效净化地铁车辆客室内空气中有害物质，提高空气质量。

2、技术参数

●驱动电源：可采用DC110V或DC24V制式；

●线缆：符合DIN5510-2防火等级及BS6853标准；

●能承受AC1500V50Hz交流电1分钟耐压实验，无闪络、击穿现象；

●空气净化器防火阻燃要求符合DIN5510-2标准；

●电磁兼容测试符合IEC60571：2012、IEC61000要求；

●空气净化器冲击振动试验符合IEC613731类A级要求；

●防护等级满足IP21。

3、结构及安装

空调空气净化装置放置在空调蒸发器前部，回风口上部，对客室循环的回风进行杀菌，经蒸发器冷却后送至客室。

装置由面罩、底座、电源、等离子管模块等组成，整机免维护周期5年，使用寿命10年。

3、维修维护

※日常检查

1）内部线路是否脱落、损坏；

2）面罩与底壳之间装配是否有错位戒松动的现像；

3）装置内是否进入异物；

※日常维护

本装置运营过程中无需特别维护。视使用环境的污染程度，每1年对空气净化器外壳进行清灰；每5年对电源、等离子管进行测试检查。