Tunnelzuiveringssysteem voor frisse lucht

Het Tunnel Fresh Air Purification System is een gespecialiseerde intelligente ventilatie- en zuiveringsapparatuur ontworpen voor afgesloten verkeersruimtes zoals snelwegen, stedelijke onderdoorgangstunnels en bergtunnels. Het dient als het belangrijkste milieuondersteunende systeem voor slim transport.

Traditionele tunnels zijn uitsluitend afhankelijk van straalventilatoren voor luchtconvectie en natuurlijke verdunning van verontreinigende stoffen, waardoor de uitlaatgassen van voertuigen en stofvervuiling niet fundamenteel kunnen worden aangepakt. Dit leidt tot opgehoopte verontreinigingen in tunnels, verminderd zicht en overstromende uitlaatgassen die omliggende gemeenschappen verstoren. Het Tunnel Fresh Air Purification System integreert mechanische vervanging van verse lucht, elektrostatische stofverwijdering onder hoogspanning, filtratie van schadelijke gassen en intelligente monitoring- en controletechnologieën. Het zuigt actief vervuilde lucht uit tunnels, voert een diepgaande zuivering uit van fijnstof en schadelijke gassen, en stuurt schone lucht terug naar de tunnel of loost deze conform de normen. Door het bereiken van ‘zuivering ter plaatse, circulerende frisse lucht en ultra-lage emissies’, lost het de pijnpunten in de industrie van slechte ventilatie, ernstige vervuiling, hoog energieverbruik en aanzienlijke verstoring in gesloten tunnels volledig op, waardoor het standaarduitrusting wordt voor moderne groene slimme tunnels.

Werkingsprincipe

Het systeem brengt een uitgebreid luchtkanaalnetwerk tot stand met behulp van axiale ventilatoren en straalventilatoren om sterk vervuilde lucht uit tunnels te verzamelen. 

De lucht passeert achtereenvolgens:

1. Primaire filtratiemodule: verwijdert grote stofdeeltjes en vuil

2. Elektrostatische neerslagmodule met hoge spanning: vangt fijne deeltjes op

3. Gasadsorptie- en afbraakmodule: Behandelt schadelijke gassen

Het verwijdert op efficiënte wijze verkeersgerelateerde verontreinigende stoffen, waaronder PM2,5, PM10-stof, uitlaatgassen van voertuigen, stikstofoxiden, koolmonoxide en VOS. Gezuiverde schone lucht wordt opnieuw in de tunnel gebracht om vervuilde lucht continu te vervangen. Het systeem past op intelligente wijze het luchtvolume en de zuiveringsniveaus aan om zich aan te passen aan complexe omstandigheden zoals fluctuaties in de verkeersstroom, temperatuurverschillen tussen dag en nacht en weersveranderingen, waardoor 24/7 naleving van de tunnelverkeersomgeving en de omringende luchtkwaliteit wordt gegarandeerd.

Kernvoordelen

1. Uitgebreide diepe zuivering van complexe verkeersvervuiling

Tunnelverontreinigende stoffen bestaan ​​uit uitlaatgassen van voertuigen en bandenstof, waardoor een gemengde vervuiling van deeltjes en schadelijke gassen ontstaat die traditionele ventilatie alleen kan verdunnen maar niet kan elimineren. Het Tunnel Fresh Air Purification System maakt gebruik van composietzuiveringstechnologie met hoogspannings-elektrostatische stofverwijdering en gespecialiseerde gasfiltratiemodules. Het vangt ultrafijnstof zo klein als 0,01 μm op en bereikt een zuiveringsefficiëntie van meer dan 85% voor PM2,5 en PM10. Het adsorbeert en ontleedt ook specifiek stikstofoxiden, koolmonoxide en uitlaatgeuren, waardoor het zicht in de tunnel volledig wordt verbeterd, belemmering van het rijzicht door nevel en rookophoping wordt geëlimineerd, de verkeersveiligheid in de tunnel aanzienlijk wordt verbeterd en de onvolledige zuiveringsbeperking van traditionele ventilatie volledig wordt aangepakt.

2. Intelligente dynamische regeling met aanzienlijke energiebesparingen

Traditionele tunnelventilatoren werken 24/7 op volle capaciteit, wat resulteert in een extreem hoog energieverbruik en verspilling van hulpbronnen. Dit systeem is uitgerust met een IoT intelligent monitoringplatform met uiterst nauwkeurige sensoren die 24/7 realtime kerngegevens verzamelen, waaronder tunnelverkeersstromen, zichtbaarheid, schadelijke gasconcentraties, temperatuur en vochtigheid. Op basis van intelligente algoritmen past het systeem de ventilatorsnelheid, het zuiveringsluchtvolume en de werkingsniveaus dynamisch aan. Het verhoogt automatisch het vermogen voor intensieve zuivering tijdens piekuren en overschrijdingen van de vervuiling, en gaat in stand-by met laag vermogen tijdens perioden met weinig verkeer en een goede luchtkwaliteit. Vergeleken met traditionele ventilatiesystemen met vaste omstandigheden realiseert het een uitgebreide energiebesparing van meer dan 60%, waardoor de elektriciteitskosten voor tunneloperaties op de lange termijn aanzienlijk worden verlaagd en wordt voldaan aan de gemeentelijke eisen voor koolstofarm bouwen.

3. Duurzaam gebruik zonder verbruiksartikelen en extreem lage onderhoudskosten

De kernzuiveringseenheid maakt gebruik van wasbare metalen elektrostatische platen zonder wegwerpbare verbruiksartikelen zoals HEPA-filters, waardoor de nadelen van traditionele filtratieapparatuur, waaronder frequente filtervervanging, verstopping, schimmelgroei en secundaire vervuiling, volledig worden vermeden. Wanneer platen stof en vuil ophopen, kunnen ze worden hergebruikt na automatische reiniging door de apparatuur of handmatig wassen en drogen. Kerncomponenten zijn recyclebaar voor levenslang gebruik, zonder kosten voor vervanging van verbruiksartikelen. De apparatuur heeft een robuuste structuur met wind- en verouderingsbestendigheid en is aangepast aan de zware omstandigheden van veel stof, hoge luchtvochtigheid en 24/7 ononderbroken werking in tunnels. Met extreem lage uitvalpercentages die slechts driemaandelijks routineonderhoud vereisen, worden de arbeids- en materiaalkosten voor gemeentelijke tunnels aanzienlijk verlaagd.

4. Zuivering ter plaatse met ultralage emissies om verstoring van de uitlaatgassen te elimineren

Traditionele tunnelventilatie voert hooggeconcentreerde uitlaatgassen en stof rechtstreeks af naar gebieden rond de in- en uitgangen van tunnels, waardoor gemakkelijk troebele lucht, scherpe geuren en langdurige vervuiling van omliggende woongebieden en gemeentelijke wegen ontstaan, wat leidt tot klachten van bewoners. Het Tunnel Fresh Air Purification-systeem maakt gebruik van een "interne circulatiezuivering + conforme afvoer" -modus, waarbij vervuilde lucht uit de tunnel wordt gezuiverd voordat deze wordt afgevoerd. Het gehalte aan verontreinigende stoffen in de afgevoerde lucht wordt aanzienlijk verminderd, waardoor volledig wordt voldaan aan de gemeentelijke milieubeschermingsnormen. Het lost fundamenteel de problemen op van overstromende tunneluitlaatgassen, stofverstoring en omringende luchtvervuiling, waardoor groene en milieuvriendelijke tunnels worden gecreëerd die geschikt zijn voor constructie in stedelijke kerngebieden.

5. Uitzonderlijk aanpassingsvermogen met flexibele constructie en retrofit

Het systeem ondersteunt meerdere installatiemethoden, waaronder in een schacht ingebedde, in een tunnel aan het plafond gemonteerde en gecentraliseerde machinekamertypes, waarbij geen grote wijzigingen aan de tunnelhoofdstructuur nodig zijn. Het is compatibel met zowel nieuwe tunnelprojecten als de aanpassing van bestaande oude tunnels. Apparatuurmatrices kunnen flexibel worden geconfigureerd op basis van tunnellengte, verkeersvolume en dwarsdoorsnede-oppervlak. Met enkele units met een hoge luchtstroom en een koppeling met meerdere units voor volledige dekking, realiseert het een uitgebreide vervanging en zuivering van frisse lucht zonder dode hoeken voor zowel korte stedelijke onderdoorgangstunnels als lange snelwegtunnels in de bergen, wat uitstekende compatibiliteit en aanpasbaarheid biedt.6. Verbeterde verkeersomgeving en verbeterde rijveiligheid Als gesloten of halfgesloten verkeersruimtes zijn tunnels gevoelig voor rook- en uitlaatgasophoping, wat het zicht vermindert en pijn op de borst veroorzaakt voor bestuurders en passagiers, wat gemakkelijk tot verkeersongelukken kan leiden. Het systeem circuleert en zuivert voortdurend de lucht, waardoor de frisse tunnellucht en het uitstekende zicht stabiel blijven, dode hoeken voor het zicht worden geëlimineerd, het aantal kop-staartbotsingen en andere ongevallen aanzienlijk wordt verminderd, terwijl het rijcomfort wordt verbeterd en een veilige, efficiënte en regelmatige tunnelbediening wordt gegarandeerd.

Casestudies van techniek

Casus 1: Beijing Guangqu Road Yuntong-tunnel - Retrofit met ultralage emissie in stedelijk kerngebied

Beijing Guangqu Road Yuntong Tunnel is een stedelijke onderdoorgang met zwaar en druk verkeer. Bij de traditionele ventilatiemodus zorgden ernstige uitlaatgasophopingen bij de in- en uitgangen van tunnels, slecht zicht en prominente overstromingsverstoringen voor een aanzienlijke milieudruk. Het project maakte gebruik van een gestandaardiseerd tunnelzuiveringssysteem voor verse lucht met een drievoudige zuiveringsstructuur: primaire filtratie, elektrostatische neerslag en stikstofdioxidegasfiltratie, gecombineerd met krachtige axiale ventilatoren. Elke set apparatuur heeft een maximaal zuiveringsluchtvolume van 180 kubieke meter per seconde. Het systeem is uitgerust met een getimed intelligent bedieningsmechanisme dat zich richt op de ochtend- en avondspits en op drukke verkeersperioden in de middag, waardoor 24/7 dynamische tunnelluchtzuivering wordt geboden.

Na de implementatie werden PM2.5 en zwevend stof in de tunnel aanzienlijk verminderd, werd het zicht aanzienlijk verbeterd en werd het rijzicht helder. Tests hebben een vermindering van meer dan 85% van de verontreinigende stoffen uit de tunneluitlaat aangetoond, waardoor een volledig conforme afvoer werd bereikt. Het loste volledig de problemen op van uitlaatgeur, luchtvervuiling en klachten van omwonenden bij de in- en uitgangen van tunnels. De intelligente start-stop en on-demand werkingsmodus leverden uitstekende energiebesparingen op in vergelijking met het originele ventilatorsysteem, met gemakkelijke bediening en onderhoud, en werd een benchmark voor de groene zuiveringstransformatie van stedelijke tunnels in Beijing.

Geval 2: Hong Kong Central Kowloon Routetunnel - Uitgebreid zuiveringsproject met ultrahoge luchtstroom

Hong Kong Central Kowloon Tunnel is een grote stedelijke verkeersader met een extreem hoge verkeersbelasting en strenge eisen op het gebied van luchtzuiveringscapaciteit, stabiliteit en milieunormen. Bij het project werden negen sets grootschalige tunnelzuiveringssystemen voor verse lucht ingezet, waarin vier kerntechnologieën zijn geïntegreerd: hoogefficiënte elektrostatische filtratie, verwijdering van schadelijke gassen, automatische reiniging en intelligente monitoring. Het totale luchtvolume van het systeem bereikt 8,1 miljoen kubieke meter per uur, waardoor hoogfrequente, uitgebreide circulatiezuivering van tunnellucht mogelijk is.

De apparatuur is afhankelijk van een intelligent monitoringsysteem dat real-time verkeersstroomgegevens koppelt aan gegevens over de luchtkwaliteit, waardoor het bedrijfsvermogen dynamisch wordt aangepast om ineffectief energieverbruik te elimineren. De elektrostatische hoogspanningsmodule vangt op efficiënte wijze ultrafijne stof- en uitlaatdeeltjes op, terwijl de speciale adsorptiemodule schadelijke gassen ontleedt. Gecombineerd met de automatische reinigingsfunctie zorgt dit voor een langdurige stabiele werking zonder prestatieverlies. Na voltooiing van het project transformeerde het de traditionele passieve verdunningsventilatiemodus van tunnels volledig, waardoor actieve zuivering en naleving ter plaatse werden bereikt. De interne luchtkwaliteit in de tunnel blijft consistent uitstekend en de problemen met de luchtvervuiling in de omgeving zijn volledig opgelost, waardoor het een mondiaal referentieproject is geworden voor ultragrootschalige zuivering van frisse lucht in tunnels.

Case 3: Nanjing Caochangmen-tunnel - 5G Smart Green Tunnel-demonstratieproject

Als een belangrijke stedelijke demonstratietunnel die zich richt op intelligente en groene exploitatie, heeft de Nanjing Caochangmen Tunnel de pijnpunten van de accumulatie van ingesloten vervuiling en een hoog energieverbruik aangepakt door batchgewijze inzet van matrix-type tunnel-apparatuur voor verse luchtzuivering. Het systeem beschikt over een innovatieve hoogspannings-elektrische veldzuiveringsmodule met koolstofnanobuisjes, gecombineerd met 5G IoT intelligente besturingstechnologie, die nauwkeurig verschillende verkeersverontreinigende stoffen filtert, waaronder PM2.5, PM10, stikstofoxiden en VOC's, met een stabiele, uitgebreide zuiveringsefficiëntie van meer dan 80%.

De apparatuur beschikt over intelligente adaptieve werkingsmogelijkheden, waarbij automatisch wordt gestart/stopt en de niveaus worden aangepast op basis van de tunnelvochtigheid en de concentratie van verontreinigende stoffen. Het wordt automatisch uitgeschakeld om energie te besparen in omgevingen met weinig vervuiling en een hoge luchtvochtigheid, waardoor het ineffectieve energieverbruik aanzienlijk wordt verminderd. Na de transformatie ontstaat er geen uitlaatlucht of rookophoping in de tunnel en blijft het zicht te allen tijde optimaal, met een aanzienlijke daling van het aantal verkeersongevallen tot gevolg. Bovendien vereist de apparatuur geen frequent onderhoud, alleen regelmatig eenvoudig onderhoud voor langdurig gebruik. Het werd met succes geselecteerd als een van de top tien groene transportinnovatiecases van de provincie Jiangsu, en biedt een volwassen model voor stedelijke slimme tunneltransformatie.

Case 4: Beijing East Sixth Ring Road Tunnel - Ventilatie- en zuiveringsupgrade voor een verouderde tunnel

De Beijing East Sixth Ring Road Tunnel is een belangrijke stedelijke verkeerstunnel die al lange tijd in gebruik is. De oorspronkelijke traditionele ventilatieapparatuur bereikte alleen luchtconvectie zonder de uitlaatgassen en het stof te zuiveren, wat op de lange termijn leidde tot problemen van troebele binnenlucht, ernstige stofophoping en overmatige vervuiling door afvoer. Deze upgrade installeerde het Tunnel Fresh Air Purification System uitgebreid met behulp van een in een schacht ingebedde installatie met een drielaags zuiveringssysteem: primaire filtratie, elektrostatische diepe stofverwijdering en gasfiltratie.

Na de upgrade filtert het systeem stabiel meer dan 80% van de deeltjes en schadelijke verontreinigende stoffen zoals stikstofoxiden. De efficiëntie van de circulatie van verse lucht in de tunnel werd aanzienlijk verbeterd, waardoor de problemen van onvoldoende luchtvolume, gebrek aan zuivering en hoog energieverbruik in het oorspronkelijke ventilatiesysteem volledig werden opgelost. De apparatuur werkt stabiel en geluidsarm en past zich 24/7 aan in tunnelverkeer. Het optimaliseerde niet alleen de interne verkeersomgeving en verbeterde de rijveiligheid, maar verbeterde ook de luchtkwaliteit rond de in- en uitgangen van tunnels grondig, waardoor opmerkelijke vernieuwingseffecten voor de verouderende tunnel werden bereikt, zowel praktisch als milieuvriendelijk.

Conclusie

Het Tunnel Fresh Air Purification System doorbreekt de inherente nadelen van traditionele tunnelventilatie: "alleen ventilatie zonder zuivering, hoog energieverbruik en hoge vervuiling." Met zijn zes kernvoordelen: diepe zuivering van composiet, intelligente energiebesparende regelgeving, weinig onderhoud, ultralage milieu-emissies, brede aanpassingsmogelijkheden aan scenario's en verbeterde verkeersveiligheid, is het de belangrijkste ondersteunende uitrusting geworden voor intelligente en groene transformatie van moderne tunnels.

Meerdere belangrijke gevallen van binnenlandse tunneltechniek bewijzen volledig dat dit systeem de belangrijkste pijnpunten effectief oplost, waaronder de ophoping van uitlaatgassen in de tunnel, stofvervuiling, onvoldoende zicht, verstoring van de uitlaatgassen en overmatig energieverbruik. Het zorgt niet alleen voor veilig en efficiënt tunnelverkeer en verbetert de rijervaring, maar voldoet ook aan de gemeentelijke eisen op het gebied van milieubescherming en koolstofarme energiebesparing. Aanpasbaar aan alle scenario's van nieuwe tunnelbouw en verouderde tunnelupgrades, is het momenteel de optimale oplossing voor luchtbehandeling in verkeerstunnels met extreem hoge technische toepassingswaarde en populariseringsvooruitzichten.