铁路客车中的空气净化
The Aircleaning in Railway Car

石家庄铁道学院 张桂荣* 罗勇 李亚宁
石家庄北方供销大厦 陈俊明

目录：

摘要
关键词
正文
1 列车客室内空气品质的特点
2 客车净化装置的形式与布置方式
3 吸烟室净化装置
4 结论
参考文献
相关阅读

摘要

    通过分析铁路客车室内空气品质的特点，论证了装设空气净化器的必要性，并提出了净化器的结构和布置方式。

关键词

空气品质 净化器 高效空气过滤器 活性炭 空气净化

正文

    随着列车的进一步提速及青藏线的即将建成，由于列车的高速运行所导致的车外压力降低及高原的低气压都对铁路客车车厢的密闭性提出越来越高的要求，并且空调机组从客室外引入新风的困难也越来越大。而良好的空调系统，不但应改善温湿度，还应消除人体汗臭、烟雾和厕所臭气。笔者认为如果在客室内加入净化装置，则可以较小的新风量来满足对客室内空气品质的要求。

1 列车客室内空气品质的特点

    目前，国内大部分旅客列车都已加装了空调装置，车内的温湿度基本上可以满足旅客的要求，但由于空调车要求车厢密闭以减少能量损失，车内空气的品质完全由位于车顶两侧空调机组由客室外引入的新风来保证。由于空调客车一般为长途车，旅客长时间置身于其中，新风量应不小于30m³/（h·人），车厢内人员密度较高，按客室内旅客人数为100人计，则客室内要求的新风量可达3000m³/h，占总送风量的30%左右。

    对于高速运行的列车，车厢外壁与空气间高速的相对运动造成动压上升，静压下降，机组从客室外引入新风的能力随运行速度的提高而降低；对于在高原运行的列车，机组引入新风的能力随海拔的升高而降低，采用普通风机很难保证符合要求的新风量。同时由于列车空调自控水平较低，不能对新风量进行有效的控制，当客室内乘客人数增加时，新风量更加难以满足要求。

    当客室内新风量下降时，会造成空气品质的下降。在以人为主要污染源的场合，一般会出现CO₂浓度的上升及人体异味的产生，使旅客产生不适的感觉。在秋冬季节，易发流行性感冒，车厢内的空气容易成为传染途径。对于长途客车，长时间空气品质的下降，更容易对旅客在心理和精神上产生不良影响，甚至导致植物性神经系统的紊乱，免疫力降低，造成在行为上和功能上的变化，所造成的潜在危害是无法估量的^[1] 。如果在空调客车上设置净化装置，则可以补充集中式机组净化能力的不足；布置合理的净化器，可以避免产生由于涡流产生的死角，在保证最小新风量的基础上，大大提高客室内空气品质。目前，国外已有列车安装空气净化器，如日本700系列新干线^[2] ，取得很好的使用效果。

2 客车净化装置的形式与布置方式

2.1 滤材的选择

    目前，常用的过滤方式有过滤网过滤、静电吸附、电气集尘等。其中以过滤网过滤方式最为常见，尤其在民用净化器方面已经有成熟的技术和规模化的生产，其生产成本也在逐年降低。高效空气过滤器HEPA(High Efficiency Particulate Air Filter)，原料为超细有机纤维，低阻型HEPA对0.3μm以上的微粒净化能力达到99.99%以上，利用它可以过滤香烟烟雾、细菌、孢子、动物应变原及其他病毒、菌体等污染物，且阻力低，具有高效、低压损、轻、薄、质量稳定、运行成本低的特点。在流感等呼吸系统传染病易发季节，可以采用固定有生物杀菌剂的滤料，它不仅能将尘埃、细菌、病毒有效过滤，而且能将空气中浮游的细菌、真菌等微生物有效吸附并直接将其杀灭，对霉菌的生产有较强的抑制作用^[3-5] 。

    列车中的异味主要为人体汗臭、厕所臭气及旅客携带物品散发的气味，异味以气体分子的形式存在，有关空调和净化器清除异味和对人体有害化学物质的健康功能已越来越被人们重视。活性炭是目前常用的能够去除臭味的净化材料，同时还可以清除细菌，吸收VOC（挥发性有机化合物）等物质。活性炭吸附能力强， 但容易饱和，维持费用较高，可以在夏季使用，此时人体由于大量出汗而产生所谓的“人群味”，乘客易有头晕及烦躁感^[4] 。

    同时增加负离子发生器，它所产生的负氧离子能够杀灭细菌，中和尘埃中的正电粒子，使尘埃落地，还可以改善心肺功能，增强人体抗病能力等^[6] 。

    为避免高效滤料经常性的堵塞和更换，设置粗过滤网除去较大的尘埃和部分细菌。

2.2 客室净化装置的形式与布置

    客室净化器由外到内分别为粗过滤网、HEPA高效滤材、活性炭吸附层、风机，并设三档风速，分别在旅客休息、轻度污染、严重污染时使用。每隔1个月对粗过滤网进行清洗，HEPA过滤胆视情况每隔2-6个月用吸尘器清除表面积尘，1-2年更换HEPA滤料和活性炭吸附层。

    每节车厢放置六台净化器，即列车车厢两端分别放置四台，中部放置两台，吊装于行李架下，见图1。气流方向为下部进风半环型出风。

图1 净化器布置方式

3 吸烟室净化装置

    我国大部分车厢已经无烟化，而在客室两端设置吸烟室，其内部空气质量较客室内更低。由于吸烟室内的烟尘多为大粒子，采用上述的净化器，由于纤维间隙窄，极易造成堵塞，需经常更换滤料。因此在吸烟室可设置静电感应方式，将集尘过滤器与电极连接，使过滤器内的纤维保持带电状态，粉尘通过过滤器时被带电体吸住，这种方式难以发生堵塞， 由于电极与过滤器连接，可以做成薄型，吊装于吸烟室顶棚。同时设置活性炭吸附层，并加入人造酶，可起到专门为烟草脱臭的作用^[2] 。

4 结论

    列车客室内的空气来源为室外新风和室内循环风。当人群密集程度高、停留时间长时，空气质量对人体健康的影响很大，甚至成为疾病的传播途径，经历了2003年的SARS流行，空调列车内的空气质量更应引起人们的关注，应在保证新风质和量的同时，注意提高回风质量。由空调机组的新风过滤器实现对新风的过滤，注意对新风不仅要使用粗效过滤器，还要使用中效过滤，以保证引入室内新风的质量^[8] 。由净化器实现客室内循环空气的过滤，杀灭细菌等污染物，同时释放适量浓度的空气维生素——负氧离子。通过各种方式来积极提高客室内空气品质，为旅客提供健康舒适的乘车环境。

参考文献

1.沈晋明 室内污染物与空气品质评价 1995(04)
2.糸山雅史.王魁源 700系新干线用空气净化器的开发 [期刊论文] -国外铁道车辆2002(04)
3.郭建芬.徐子浩.张凯 0.1μmULPA过滤器和低阻HEPA过滤器的研发 [期刊论文] -洁净与空调技术2001(01)
4.刘贤明.马云骏 含溶菌酶的HEPA与双重杀菌过滤技术 [期刊论文] -节能环保2001(02)
5.刘艳华.袁琪 健康空调器与室内空气品质 [期刊论文] -洁净与空调技术2003(02)
6.潘雨顺 浅谈负氧离子及其在空调房间中的作用 1996(02)
7.张桂荣.连之伟 列车空调舒适度调查及分析 2001(08)
8.许仲麟.张益昭 改善室内空气品质的重要手段--新风过滤处理的新概念 [期刊论文] -暖通空调1997(01)
9.许仲麟 空气洁净技术原理 1998

*张桂荣，女，石家庄铁道学院机械分院资源系，讲师。

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