Tunelowy system oczyszczania świeżego powietrza

Tunelowy system oczyszczania świeżego powietrza to wyspecjalizowany inteligentny sprzęt wentylacyjny i oczyszczający przeznaczony do zamkniętych przestrzeni komunikacyjnych, takich jak autostrady, miejskie tunele podziemne i tunele górskie. Służy jako podstawowy system wspierania ochrony środowiska dla inteligentnego transportu.

Tradycyjne tunele opierają się wyłącznie na wentylatorach strumieniowych zapewniających konwekcję powietrza i naturalne rozcieńczanie substancji zanieczyszczających, co nie jest w stanie zasadniczo rozwiązać problemu zanieczyszczeń spalinami i pyłami pojazdów. Prowadzi to do gromadzenia się zanieczyszczeń wewnątrz tuneli, ograniczonej widoczności i nadmiaru spalin, co zakłóca okoliczne społeczności. Tunelowy system oczyszczania świeżego powietrza łączy w sobie mechaniczną wymianę świeżego powietrza, elektrostatyczne usuwanie pyłu pod wysokim napięciem, filtrację szkodliwych gazów oraz inteligentne technologie monitorowania i sterowania. Aktywnie wyciąga zanieczyszczone powietrze z tuneli, dokonuje głębokiego oczyszczania z cząstek stałych i szkodliwych gazów oraz zawraca czyste powietrze do tunelu lub odprowadza je zgodnie z normami. Zapewniając „oczyszczanie na miejscu, cyrkulację świeżego powietrza i bardzo niską emisję”, całkowicie rozwiązuje problemy branży związane ze słabą wentylacją, poważnym zanieczyszczeniem, wysokim zużyciem energii i znacznymi zakłóceniami w zamkniętych tunelach, co czyni go standardowym wyposażeniem nowoczesnych zielonych inteligentnych tuneli.

Zasada działania

System tworzy kompleksową sieć kanałów powietrznych wykorzystującą wentylatory osiowe i strumieniowe do zbierania silnie zanieczyszczonego powietrza z tuneli. 

Powietrze przechodzi kolejno przez:

1. Podstawowy moduł filtracyjny: usuwa duże cząstki kurzu i zanieczyszczenia

2. Moduł wytrącania elektrostatycznego wysokiego napięcia: wychwytuje drobne cząstki stałe

3. Moduł adsorpcji i rozkładu gazu: przetwarza szkodliwe gazy

Skutecznie usuwa zanieczyszczenia pochodzące z ruchu drogowego, w tym pyły PM2,5, PM10, spaliny samochodowe, tlenki azotu, tlenek węgla i LZO. Oczyszczone, czyste powietrze jest ponownie wprowadzane do tunelu, aby w sposób ciągły zastępować zanieczyszczone powietrze. System inteligentnie dostosowuje objętość powietrza i poziomy oczyszczania, aby dostosować się do złożonych warunków, takich jak wahania natężenia ruchu, różnice temperatur w dzień i w nocy oraz zmiany pogody, zapewniając całodobową zgodność z warunkami ruchu w tunelu i jakością otaczającego powietrza.

Podstawowe zalety

1. Kompleksowe głębokie oczyszczanie złożonych zanieczyszczeń drogowych

Zanieczyszczenia tuneli składają się ze spalin samochodowych i pyłu z opon, tworząc mieszane zanieczyszczenie cząstek stałych i szkodliwych gazów, które tradycyjna wentylacja może jedynie rozcieńczyć, ale nie wyeliminować. Tunelowy system oczyszczania świeżego powietrza wykorzystuje kompozytową technologię oczyszczania z elektrostatycznym usuwaniem pyłu pod wysokim napięciem i specjalistycznymi modułami filtracji gazów. Wychwytuje najdrobniejszy pył o wielkości zaledwie 0,01 μm, osiągając ponad 85% skuteczność oczyszczania cząstek PM2,5 i PM10. W sposób specyficzny adsorbuje i rozkłada tlenki azotu, tlenek węgla i zapachy spalin, kompleksowo poprawiając widoczność w tunelu, eliminując zaburzenia widzenia kierowcy spowodowane przez mgłę i gromadzenie się dymu, znacznie zwiększając bezpieczeństwo ruchu w tunelu i całkowicie eliminując ograniczenia związane z niepełnym oczyszczaniem tradycyjnej wentylacji.

2. Inteligentna dynamiczna regulacja zapewniająca znaczną oszczędność energii

Tradycyjne wentylatory tunelowe działają z pełną wydajnością przez całą dobę, 7 dni w tygodniu, co powoduje niezwykle wysokie zużycie energii i marnotrawienie zasobów. System ten jest wyposażony w inteligentną platformę monitorowania IoT z precyzyjnymi czujnikami, które zbierają w czasie rzeczywistym podstawowe dane 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu, w tym przepływ ruchu w tunelu, widoczność, stężenie szkodliwych gazów, temperaturę i wilgotność. Opierając się na inteligentnych algorytmach, dynamicznie dostosowuje prędkość wentylatora, ilość powietrza oczyszczającego i poziomy pracy. Automatycznie zwiększa moc w celu intensywnego oczyszczania w godzinach szczytu ruchu i przekroczeń zanieczyszczeń, a w okresach małego ruchu i przy dobrej jakości powietrza przechodzi w tryb czuwania o niskim poborze mocy. W porównaniu z tradycyjnymi systemami wentylacji o stałych warunkach, osiąga ponad 60% kompleksowych oszczędności energii, znacznie zmniejszając długoterminowe koszty energii elektrycznej podczas eksploatacji tunelu i spełniając miejskie wymagania dotyczące budownictwa niskoemisyjnego.

3. Długoterminowa praca bez materiałów eksploatacyjnych i wyjątkowo niskie koszty konserwacji

Jednostka oczyszczania rdzenia wykorzystuje zmywalne metalowe płytki elektrostatyczne bez materiałów jednorazowego użytku, takich jak filtry HEPA, całkowicie unikając wad tradycyjnych urządzeń filtracyjnych, takich jak częsta wymiana filtrów, zatykanie, rozwój pleśni i wtórne zanieczyszczenia. Gdy na płytach zgromadzi się kurz i brud, można je ponownie wykorzystać po automatycznym oczyszczeniu przez sprzęt lub ręcznym umyciu i wysuszeniu. Podstawowe komponenty nadają się do recyklingu w celu wykorzystania przez całe życie, bez konieczności ponoszenia kosztów wymiany materiałów eksploatacyjnych. Sprzęt charakteryzuje się solidną konstrukcją odporną na wiatr i starzenie, dostosowującą się do trudnych warunków dużego zapylenia, dużej wilgotności i nieprzerwanej pracy 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu w tunelach. Dzięki wyjątkowo niskim wskaźnikom awaryjności wymagającym jedynie kwartalnej rutynowej konserwacji, znacznie zmniejsza koszty eksploatacji i materiałów eksploatacyjnych tuneli miejskich.

4. Oczyszczanie na miejscu przy bardzo niskiej emisji w celu wyeliminowania zakłóceń w spalinach

Tradycyjna wentylacja tunelowa bezpośrednio odprowadza spaliny i pyły o wysokim stężeniu do obszarów wokół wejść i wyjść z tunelu, łatwo powodując zmętnienie powietrza, ostry zapach i długotrwałe zanieczyszczenie okolicznych obszarów mieszkalnych i dróg miejskich, co prowadzi do skarg mieszkańców. System oczyszczania świeżego powietrza w tunelu przyjmuje tryb „oczyszczania z cyrkulacją wewnętrzną + zgodny z przepisami wylot”, w którym zanieczyszczone powietrze z tunelu jest oczyszczane przed wypuszczeniem. Zawartość substancji zanieczyszczających w wywiewanym powietrzu jest znacznie zmniejszona, w pełni spełniając miejskie standardy ochrony środowiska. Zasadniczo rozwiązuje problemy związane z nadmiarem spalin w tunelu, zakłóceniami pyłowymi i zanieczyszczeniem otaczającego powietrza, tworząc zielone i przyjazne dla środowiska tunele nadające się do budowy w głównych obszarach miejskich.

5. Wyjątkowa zdolność adaptacji dzięki elastycznej konstrukcji i modernizacji

System obsługuje wiele metod instalacji, w tym osadzanie w szybie, montowanie na suficie tunelu i scentralizowane w maszynowni, nie wymagając większych modyfikacji głównej konstrukcji tunelu. Jest kompatybilny zarówno z nowymi projektami tuneli, jak i modernizacją istniejących starych tuneli. Macierze wyposażenia można elastycznie konfigurować w oparciu o długość tunelu, natężenie ruchu i powierzchnię przekroju poprzecznego. Dzięki pojedynczym jednostkom o dużym przepływie powietrza i połączeniom wielu jednostek zapewniającym pełne pokrycie, zapewnia kompleksową wymianę i oczyszczanie świeżego powietrza bez martwego kąta, zarówno w krótkich miejskich tunelach podziemnych, jak i długich tunelach przy autostradach górskich, oferując doskonałą kompatybilność i możliwości adaptacji.6. Lepsze środowisko ruchu i większe bezpieczeństwo jazdy Jako zamknięte lub półzamknięte przestrzenie drogowe, tunele są podatne na gromadzenie się dymu i spalin, które ograniczają widoczność i powodują dyskomfort w klatce piersiowej kierowców i pasażerów, co łatwo prowadzi do wypadków drogowych. System w sposób ciągły zapewnia cyrkulację i oczyszcza powietrze, utrzymując świeże powietrze w tunelu i stabilną, doskonałą widoczność, eliminując martwe pola widzenia podczas jazdy, znacznie zmniejszając częstość występowania kolizji tylnych i innych wypadków, poprawiając jednocześnie komfort jazdy i zapewniając bezpieczną, wydajną i regularną pracę tunelu.

Inżynierskie studia przypadków

Przypadek 1: Tunel Yuntong przy ulicy Guangqu w Pekinie – modernizacja o bardzo niskiej emisji w głównym obszarze miejskim

Tunel Yuntong Pekin Guangqu Road jest głównym miejskim przejściem podziemnym o dużym i gęstym ruchu ulicznym. W tradycyjnym trybie wentylacji duże nagromadzenie spalin przy wejściach i wyjściach z tunelu, słaba widoczność i wyraźne zakłócenia spowodowane nadmiernym przepływem spalin spowodowały znaczne ciśnienie środowiskowe. W projekcie przyjęto ustandaryzowany tunelowy system oczyszczania świeżego powietrza z potrójną strukturą oczyszczania: filtracją pierwotną, wytrącaniem elektrostatycznym i filtracją gazowego dwutlenku azotu, w połączeniu z wentylatorami osiowymi o dużej mocy. Każdy zestaw urządzeń zapewnia maksymalną objętość powietrza oczyszczającego wynoszącą 180 metrów sześciennych na sekundę. System jest wyposażony w inteligentny, czasowy mechanizm działania, skupiający się na porannych i wieczornych godzinach szczytu oraz w południowych okresach wzmożonego ruchu, zapewniający dynamiczne oczyszczanie powietrza w tunelu 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu.

Po wdrożeniu znacznie zmniejszono zawartość PM2,5 i pyłu zawieszonego w tunelu, znacznie poprawiono widoczność, a widoczność kierowcy stała się wyraźniejsza. Testy wykazały ponad 85% redukcję substancji zanieczyszczających powietrze wylatujące z tunelu, co pozwoliło osiągnąć w pełni zgodny z normami wypływ. Całkowicie rozwiązało problemy związane z zapachem spalin, zanieczyszczeniem powietrza i skargami mieszkańców przy wejściach i wyjściach z tunelu. Inteligentny tryb start-stop i tryb pracy na żądanie zapewniły wyjątkową oszczędność energii w porównaniu z oryginalnym systemem wentylatorów, a także wygodną obsługę i konserwację, stając się punktem odniesienia dla transformacji tuneli miejskich w Pekinie w zakresie ekologicznego oczyszczania.

Przypadek 2: Tunel trasowy Central Kowloon w Hongkongu – kompleksowy projekt oczyszczania o bardzo wysokim przepływie powietrza

Tunel Central Kowloon w Hongkongu to duży miejski tunel arterii charakteryzujący się wyjątkowo dużym natężeniem ruchu i rygorystycznymi wymaganiami dotyczącymi wydajności oczyszczania powietrza, stabilności i standardów środowiskowych. W ramach projektu wdrożono 9 zestawów wielkoskalowych tunelowych systemów oczyszczania świeżego powietrza, łączących cztery podstawowe technologie: wysokowydajną filtrację elektrostatyczną, usuwanie szkodliwych gazów, automatyczne czyszczenie i inteligentne monitorowanie. Całkowita objętość powietrza procesowego w systemie sięga 8,1 miliona metrów sześciennych na godzinę, co umożliwia kompleksowe oczyszczanie cyrkulacyjne powietrza w tunelu za pomocą wysokiej częstotliwości.

Sprzęt opiera się na inteligentnym systemie monitorowania, który łączy dane dotyczące natężenia ruchu w czasie rzeczywistym z danymi dotyczącymi jakości powietrza, dynamicznie dostosowując moc roboczą w celu wyeliminowania nieefektywnego zużycia energii. Wysokonapięciowy moduł elektrostatyczny skutecznie wychwytuje najdrobniejsze cząsteczki kurzu i spalin, natomiast dedykowany moduł adsorpcyjny rozkłada szkodliwe gazy. W połączeniu z funkcją automatycznego czyszczenia zapewnia długoterminową stabilną pracę bez pogorszenia wydajności. Po zakończeniu projektu całkowicie zmienił tradycyjny tryb pasywnej wentylacji rozcieńczającej w tunelach, zapewniając aktywne oczyszczanie i zgodność na miejscu. Jakość powietrza w tunelu pozostaje niezmiennie doskonała, a problemy związane z zanieczyszczeniem powietrza w okolicy zostały całkowicie rozwiązane, co czyni go globalnym projektem wzorcowym w zakresie oczyszczania świeżego powietrza w tunelach na bardzo dużą skalę.

Przypadek 3: Tunel Nanjing Caochangmen – projekt demonstracyjny inteligentnego zielonego tunelu 5G

Jako kluczowy miejski tunel demonstracyjny skupiający się na inteligentnym i ekologicznym działaniu, tunel Nanjing Caochangmen rozwiązał problemy związane z gromadzeniem się zanieczyszczeń w zamkniętych pomieszczeniach i wysokim zużyciem energii, wdrażając seryjnie tunelowe urządzenia do oczyszczania świeżego powietrza typu matrix. System zawiera innowacyjny moduł oczyszczania pola elektrycznego pod wysokim napięciem z nanorurek węglowych w połączeniu z inteligentną technologią sterowania 5G IoT, dokładnie filtrując różne zanieczyszczenia drogowe, w tym PM2,5, PM10, tlenki azotu i LZO, ze stabilną kompleksową wydajnością oczyszczania przekraczającą 80%.

Sprzęt ma inteligentne możliwości działania adaptacyjnego, automatycznego uruchamiania/zatrzymywania i dostosowywania poziomów w oparciu o wilgotność w tunelu i stężenie substancji zanieczyszczających. Automatycznie wyłącza się w celu oszczędzania energii w środowiskach o niskim zanieczyszczeniu i wysokiej wilgotności, co znacznie zmniejsza nieefektywne zużycie energii. Po transformacji w tunelu nie ma zapachu spalin ani nie gromadzi się dym, a widoczność pozostaje przez cały czas optymalna, co znacznie zmniejsza liczbę wypadków drogowych. Dodatkowo sprzęt nie wymaga częstej konserwacji, a jedynie regularnej, prostej konserwacji w celu zapewnienia długotrwałej pracy. Został pomyślnie wybrany jako jeden z dziesięciu najlepszych przypadków innowacji w zakresie ekologicznego transportu w prowincji Jiangsu, zapewniając dojrzały model transformacji inteligentnych tuneli miejskich.

Przypadek 4: Tunel szóstej obwodnicy Pekinu – modernizacja wentylacji i oczyszczania starzejącego się tunelu

Tunel szóstej obwodnicy Pekinu to kluczowy tunel w ruchu miejskim, który funkcjonuje od dawna. Oryginalne tradycyjne urządzenia wentylacyjne osiągały jedynie konwekcję powietrza bez oczyszczania spalin i pyłu, co prowadziło do długotrwałych problemów związanych z mętnością powietrza wewnętrznego, poważnym gromadzeniem się pyłu i nadmiernym zanieczyszczeniem wyładowań. W ramach tej modernizacji kompleksowo zainstalowano tunelowy system oczyszczania świeżego powietrza, wykorzystując instalację osadzoną w wale z trójwarstwowym systemem oczyszczania: filtracją pierwotną, elektrostatycznym głębokim usuwaniem pyłu i filtracją gazu.

Po modernizacji system stabilnie filtruje ponad 80% cząstek stałych i szkodliwych substancji zanieczyszczających, takich jak tlenki azotu. Znacznie poprawiono wydajność cyrkulacji świeżego powietrza w tunelu, całkowicie rozwiązując problemy związane z niewystarczającą ilością powietrza, brakiem oczyszczania i wysokim zużyciem energii w oryginalnym systemie wentylacji. Sprzęt pracuje stabilnie przy niskim poziomie hałasu, dostosowując się do warunków ruchu w tunelu 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu. Nie tylko zoptymalizowało wewnętrzne środowisko ruchu i poprawiło bezpieczeństwo jazdy, ale także gruntownie poprawiło jakość powietrza wokół wjazdów i wyjazdów z tunelu, osiągając niezwykłe efekty odnowy starzejącego się tunelu, zarówno pod względem praktycznym, jak i chroniącym środowisko.

Wniosek

Tunelowy system oczyszczania świeżego powietrza przełamuje nieodłączne wady tradycyjnej wentylacji tunelowej: „tylko wentylacja bez oczyszczania, wysokie zużycie energii i duże zanieczyszczenie”. Dzięki sześciu podstawowym zaletom: głębokiemu oczyszczaniu kompozytów, inteligentnej regulacji oszczędzania energii, niskim kosztom konserwacji, bardzo niskim emisjom do środowiska, szerokim możliwościom adaptacji i zwiększonemu bezpieczeństwu ruchu, stał się podstawowym sprzętem wspierającym inteligentną i ekologiczną transformację nowoczesnych tuneli.

Wiele kluczowych przypadków inżynierii tuneli krajowych w pełni potwierdza, że ​​system ten skutecznie rozwiązuje podstawowe problemy, w tym gromadzenie się spalin w tunelu, zanieczyszczenie pyłem, niewystarczającą widoczność, zakłócenia wydechu i nadmierne zużycie energii. Zapewnia nie tylko bezpieczny i wydajny ruch w tunelu oraz poprawia wrażenia z jazdy, ale także spełnia miejskie wymogi ochrony środowiska i oszczędzania energii niskoemisyjnej. Możliwość dostosowania do wszystkich scenariuszy budowy nowych i modernizacji starzejących się tuneli, jest obecnie optymalnym rozwiązaniem do uzdatniania powietrza w tunelach komunikacyjnych o niezwykle dużej wartości aplikacyjnej i perspektywach popularyzacji.