一种轨道车辆空气净化系统技术方案

一种轨道车辆空气净化系统，包括净化单元、监测单元和控制单元；净化单元包括位于车厢通风系统中的普通净化装置和加强净化装置；监测单元包括车内空气监测装置和车外空气监测装置；控制单元包括新风进气控制器和回风进气控制器；新风进气控制器可控制车厢通风系统中新风进气的流量和进来的新风要通过的净化装置，回风进气控制器可控制车厢通风系统中回风进气的流量和进来的回风要通过的净化装置；控制单元通过车外空气监测装置和车内空气监测装置的监测结果控制新风进气控制器、回风进气控制器和加强净化装置的介质阻挡放电器工作。该空气净化系统可根据车内车外空气质量选择新风与回风的量，并对车体内进行有针对性的、高效的空气净化。

An air purification system for rail vehicles

A rail vehicle air purification system comprises a purification unit, a monitoring unit and a control unit; a purification unit comprises a common purification unit and a strengthened purification device located in a carriage ventilation system; a monitoring unit comprises an in-car air monitoring device and an out-of-car air monitoring device; and a control unit comprises a fresh air inlet controller and a return air monitoring device. Air intake controller; fresh air intake controller can control the flow of fresh air intake in compartment ventilation system and the purifying device through which the incoming fresh air will pass; return air intake controller can control the flow of return air intake in compartment ventilation system and the purifying device through which the incoming and incoming return air will pass; control unit passes through the outdoor air monitoring device And the monitoring results of the in-car air monitoring device control the fresh air intake controller, the return air intake controller and the dielectric barrier discharger of the purification device. The air purification system can select the amount of fresh air and return air according to the air quality inside and outside the car, and carry out targeted and efficient air purification inside the car.

【技术实现步骤摘要】
一种轨道车辆空气净化系统
本专利技术涉及一种轨道车辆空气净化系统，属于轨道车辆空气净化

技术介绍
轨道车辆作为一个重要的交通工具，在我国发挥着非常重要的作用。列车车厢是一个人流密集，相对封闭的空间，列车车厢内的气体环境直接影响乘客的舒适度。车厢内本身的空气质量和通过空调系统引入的新风空气质量均会影响列车车厢内的气体环境。空调系统为混合式通风方式，其中绝大部分是车内的回风，新风含量相对较少，车内长期缺少有效的换气，有些车厢内的甲醛、甲苯、病菌等空气污染物较多，二氧化碳含量高，影响乘客的舒适度和健康。列车上的厕所因为空气流通性差，经常导致车厢内存在难闻的气味，而且有时候车内有些乘客饮食产生的气味会影响同车厢其他乘客。列车通过空调系统引入新风实现密闭车厢内外的空气交换，但是近年来，雾霾天气多发，在引入新风的同时不引入列车外空气中的污染物也称为一个亟需解决的问题。现在的轨道车辆空调系统的空气过滤方式是采用无纺布过滤网，仅可去除一些直径较大的灰尘，无法去除PM2.5等小颗粒污染物和工业废气等。专利CN105172818A等也公开了一些针对轨道列车设计的空气净化器，但这些空气净化不能根据列车车内车外的空气质量进行针对性进化。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是提供一种可以根据车内车外的空气质量选择新风与回风的量，并进行针对性、高效空气净化的轨道车辆空气净化系统。本专利技术实现其专利技术目的所采取的技术方案是：一种轨道车辆空气净化系统，包括净化单元、监测单元和通过监测单元得到监测结果控制净化单元工作的控制单元，控制单元与净化单元和监测单元之间可以通过有线或无线连接；所述净化单元包括位于车厢通风系统中的两套净化装置，普通净化装置和加强净化装置；所述监测单元包括车内空气监测装置和车外空气监测装置；所述普通净化装置包括进气口，空气过滤网和向车厢内送风的出气口；所述加强净化装置包括进气口，复合净化模块和向车厢内送风的出气口；所述复合净化模块包括依次布置的等离子体净化组件，纳米纤维膜净化组件和光催化净化组件；所述等离子体净化组件包括平板结构的介质阻挡放电器，且介质阻挡放电器的片状金属电极与气流流通方向平行；所述纳米纤维膜净化组件为垂直于气流流通方向的高透光纳米纤维膜；所述光催化净化组件包括按照百叶窗式固定的多个玻璃片，每个玻璃片与气流流通方向呈30°-60°，玻璃片的两面均涂敷有TiO2基光催化剂；所述控制单元包括回风进气控制器和新风进气控制器；回风进气控制器可控制车厢通风系统中回风进气的流量和进来的回风要通过的净化装置(普通净化装置或加强净化装置)，新风进气控制器可控制车厢通风系统中新风进气的流量和进来的新风要通过的净化装置(普通净化装置或加强净化装置)；控制单元通过车外空气监测装置和车内空气监测装置的监测结果控制新风进气控制器、回风进气控制器和加强净化装置的介质阻挡放电器工作。本专利技术的工作原理和有益效果是：一、设置车内空气监测装置和车外空气监测装置，根据车内的空气质量和车外的空气质量通过新风进气控制器和回风进气控制器调整新风进气量和回风进气量；如果车外空气污染严重，尽量减少新风进气量，以延长净化单元的使用寿命；如果车内异味重或空气污染严重，尽量加大新风进气量，减少回风的循环，以延长净化单元的使用寿命，尽快净化车内的空气质量。二、设置普通净化模块和加强净化模块，控制单元根据车外空气质量和新风进气量通过新风进气控制器判断新风应该经过普通净化装置还是加强净化装置；根据车内空气质量和回风进气量通过回风进气控制器判断回风应该经过普通净化装置还是加强净化装置；这样，有针对性对空气净化，净化效率高，净化效果好。三、复合净化模块包括依次布置的等离子体净化组件，纳米纤维膜净化组件和光催化净化组件；等离子体净化组件通过介质阻挡放电器产生低温等离子体，对空气进行净化，但单独使用低温等离子体技术往往存在空气中污染物净化不彻底，产生臭氧等二次污染的问题；所以本专利技术采用等离子体净化、纳米纤维膜净化和光催化净化结合的方式：纳米纤维膜可对经过低温等离子净化的空气进行二次净化，对低温等离子体净化产生的二次污染物进行净化；光催化剂对经过纳米纤维膜净化的空气进行三次净化，同时能够将等离子反应产生臭氧等副产物进行氧化降解，保证了复合净化模块的高效净化；利用等离子体放电发出的光为光催化净化提供光源，无需设置额外的光源，能量的进一步利用的同时，降低了整个系统的能耗；但是由于光催化剂很容易产生中毒现象，即光催化剂表面由于颗粒物堵塞或有机物附着造成光催化剂失活，为了避免光催化剂中毒，本专利技术在等离子体净化组件与光催化净化组件之间设置高透光的纳米纤维膜；纳米纤维膜具有较均一的孔径、高孔隙率和比表面积，使纤维与空气中的污染物之间具有更多的有效接触，过滤效率高；而且纤维直径与空气分子的平均自由程(约66nm)相当，由于“滑脱效应”，纳米纤维膜的过滤阻力低；在等离子体净化组件与光催化净化组件之间设置高透光的纳米纤维膜既不会妨碍等离子体产生发出的光透过，又可减少等离子体未分解的有机物，颗粒物和副产物接触光催化剂，避免光催化剂中毒，提升了光催化剂的催化效果及使用寿命。总之，复合净化模块低温等离子体技术、纳米纤维膜净化技术和光催化技术相结合，解决了低温等离子体技术单独使用时产物降解不彻底，产生二次污染的问题；克服了催化剂容易中毒的问题，提高了净化效率和净化装置的使用寿命。四、光催化净化组件包括按照百叶窗式固定的多个玻璃片，每个玻璃片与气流流通方向呈30°-60°，玻璃片的两面均涂敷有TiO2基光催化剂；这样的布置既能保证低过滤阻力，而且可以保证光催化剂与空气具有足够的接触面积，同时也不会影响光催化剂接收放电等离子体产生的光。进一步，本专利技术所述车内空气监测装置包括布置于车厢内的气味传感器阵列和空气质量检测器，所述车外空气监测装置包括设置于车体外表面，分别位于车头和车尾的空气质量检测器。车内的空气质量取决于车内空气的污染情况(甲醛、甲苯、病菌等)和异味情况，所以在车厢内布置气味传感器阵列和空气质量检测器可全面评价车内空气质量并为控制单元控制新风量、回风量和选择进化装置提供数据支持。空气质量检测器安装在车头和车尾，可以利用对列车行进方向的车头所处的空气质量进行监测的监测结果，为控制单元对整列列车的净化单元进行控制提供数据支持。进一步，本专利技术所述普通净化装置的空气过滤网包括初效过滤网和HEPA(HighEfficiencyParticulateairFilter)过滤网。初效过滤网和HEPA过滤网可以采用现有的各种过滤网，例如初效过滤网可以为无纺布、尼龙网、或活性碳等材质制成的滤网，HEPA过滤网可以为PP滤纸、玻璃纤维、熔喷涤纶无纺布和熔喷玻璃纤维五种材质等材质制成的滤网。进一步，本专利技术所述等离子体净化组件的介质阻挡放电器包括上下两个片状金属电极，上下两个片状金属电极之间设置有中间介质层，中间介质层的上、下表面均附着栅状金属电极，所述上下两个片状金属电极与栅状金属电极之间均设置有介质层。中间介质层和上下两个片状金属电极与栅状金属电极之间的介质层均可采用现有介质阻挡放电器常用的介质层，比如氧化铝平板介质层；中间介质层的上、下表面均附着栅状金属电极金属条宽度和相邻金属条间距可以根据需要设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨道车辆空气净化系统，包括净化单元(1.0)、监测单元(2.0)和通过监测单元(2.0)得到监测结果控制净化单元(1.0)工作的控制单元(3.0)；所述净化单元(1.0)包括位于车厢通风系统中的两套净化装置，普通净化装置(1.1)和加强净化装置(1.2)；所述监测单元(2.0)包括车内空气监测装置(2.1)和车外空气监测装置(2.2)；所述普通净化装置(1.1)包括进气口，空气过滤网和向车厢内送风的出气口；所述加强净化装置(1.2)包括进气口，复合净化模块和向车厢内送风的出气口；所述符合净化模块包括依次布置的等离子体净化组件(1.2a)，纳米纤维膜净化组件(1.2b)和光催化净化组件(1.2c)；所述等离子体净化组件(1.2a)包括平板结构的介质阻挡放电器，且介质阻挡放电器的片状金属电极(a1)与气流流通方向平行；所述纳米纤维膜净化组件(1.2b)为垂直于气流流通方向的高透光纳米纤维膜(b1)；所述光催化净化组件(1.2c)包括多个玻璃片(c1)，每个玻璃片(c1)与气流流通方向呈30°‑60°，玻璃片(c1)的两面均涂敷有TiO2基光催化剂；所述控制单元(3.0)包括回风进气控制器(3.1)和新风进气控制器(3.2)；所述回风进气控制器(3.1)可控制车厢通风系统中回风进气的流量和进来的回风要通过的净化装置；所述新风进气控制器(3.2)可控制车厢通风系统中新风进气的流量和进来的新风要通过的净化装置，控制单元(3.0)通过车内空气监测装置(2.1)和车外空气监测装置(2.2)的监测结果控制新风进气控制器(3.2)、回风进气控制器(3.1)和加强净化装置(1.2)的介质阻挡放电器工作。...

【技术特征摘要】
1.一种轨道车辆空气净化系统，包括净化单元(1.0)、监测单元(2.0)和通过监测单元(2.0)得到监测结果控制净化单元(1.0)工作的控制单元(3.0)；所述净化单元(1.0)包括位于车厢通风系统中的两套净化装置，普通净化装置(1.1)和加强净化装置(1.2)；所述监测单元(2.0)包括车内空气监测装置(2.1)和车外空气监测装置(2.2)；所述普通净化装置(1.1)包括进气口，空气过滤网和向车厢内送风的出气口；所述加强净化装置(1.2)包括进气口，复合净化模块和向车厢内送风的出气口；所述符合净化模块包括依次布置的等离子体净化组件(1.2a)，纳米纤维膜净化组件(1.2b)和光催化净化组件(1.2c)；所述等离子体净化组件(1.2a)包括平板结构的介质阻挡放电器，且介质阻挡放电器的片状金属电极(a1)与气流流通方向平行；所述纳米纤维膜净化组件(1.2b)为垂直于气流流通方向的高透光纳米纤维膜(b1)；所述光催化净化组件(1.2c)包括多个玻璃片(c1)，每个玻璃片(c1)与气流流通方向呈30°-60°，玻璃片(c1)的两面均涂敷有TiO2基光催化剂；所述控制单元(3.0)包括回风进气控制器(3.1)和新风进气控制器(3.2)；所述回风进气控制器(3.1)可控制车厢通风系统中回风进气的流量和进来的回风要通过的净化装置；所述新风进气控制器(3.2)可控制车厢通风系统中新风进气的流量和进来的新风要通过的净化装置，控制单元(3.0)通过车内空气监测装置(2.1)和车外空气监测装置(2.2)的监测结果控制新风进气控制器(3.2)、回风进气控制器(3.1)和加强净化装置(1.2)的介质阻挡放电器工作。2.根据权利要求1所述的一种轨道车辆空气净化系统，其特征在于：所述车内空气监测装置(2.1)包括布置于车厢内的气味传感器阵列和空气质量检测器，所述车外空气监测装置(2.2)包括设置于车体外表面，分别位于车头和车尾的空气质量检测器。3.根据权利要求1所述的一种轨道车辆空气净化系...

【专利技术属性】
技术研发人员：于金朋，孙海荣，朱忠尹，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51