トンネル外気浄化システム

トンネル新鮮空気浄化システムは、高速道路、都市部の地下道トンネル、山岳トンネルなどの密閉された交通空間用に設計された、特殊なインテリジェント換気および浄化装置です。スマート交通の中核となる環境支援システムです。

従来のトンネルは、空気の対流と自然汚染物質の希釈をジェットファンのみに依存しており、車両の排気ガスや粉塵汚染に根本的に対処することはできません。これにより、トンネル内に汚染物質が蓄積し、視界が低下し、排気ガスのオーバーフローが発生して周囲のコミュニティに迷惑がかかります。トンネル外気浄化システムには、機械的な外気の置換、高電圧静電気による塵の除去、有害なガスの濾過、インテリジェントな監視および制御テクノロジーが統合されています。トンネルから汚染された空気を積極的に抽出し、微粒子や有害なガスを徹底的に浄化し、きれいな空気をトンネルに戻すか、基準に従って排出します。 「現場での浄化、新鮮な空気の循環、超低排出ガス」を実現することで、換気不良、深刻な汚染、高いエネルギー消費、密閉されたトンネル内での重大な妨害といった業界の問題点を完全に解決し、最新のグリーンスマートトンネルの標準装備となっています。

動作原理

このシステムは、軸流ファンとジェットファンを使用して包括的なエアダクトネットワークを確立し、トンネルから高度に汚染された空気を収集します。 

空気は次のものを順番に通過します。

1. 一次濾過モジュール: 大きな塵粒子や破片を除去します。

2. 高電圧電気集塵モジュール：微粒子を捕集

3. ガス吸着分解モジュール：有害ガスを処理

PM2.5、PM10粉塵、車両排気ガス、窒素酸化物、一酸化炭素、VOCなどの交通関連汚染物質を効率的に除去します。浄化されたきれいな空気がトンネル内に再導入され、汚染された空気が継続的に置き換えられます。このシステムは、交通量の変動、昼夜の温度差、天候の変化などの複雑な条件に適応するために風量と浄化レベルをインテリジェントに調整し、トンネル交通環境と周囲の空気品質のコンプライアンスを年中無休で確保します。

主な利点

1. 複雑な交通汚染に対する包括的な深層浄化

トンネル汚染物質は車両の排気ガスとタイヤの粉塵で構成され、粒子と有害なガスの混合汚染を生み出しますが、従来の換気では薄めるだけで除去できません。トンネル外気浄化システムは、高電圧静電気除塵と特殊なガス濾過モジュールを備えた複合浄化技術を採用しています。 0.01μmまでの超微細粉塵を捕集し、PM2.5、PM10の浄化効率85％以上を実現します。また、窒素酸化物、一酸化炭素、排気臭を特異的に吸着・分解し、トンネルの視認性を包括的に改善し、霧や煙の蓄積による運転視界の妨げを排除し、トンネル交通の安全性を大幅に向上させ、従来の換気の不完全な浄化制限に完全に対処します。

2. 大幅なエネルギー節約を実現するインテリジェントな動的制御

従来のトンネルファンは 24 時間年中無休でフル稼働しているため、非常に多くのエネルギー消費と資源の無駄が発生します。このシステムには、トンネルの交通流、視程、有害ガス濃度、温度、湿度などのリアルタイムのコアデータを24時間365日収集する高精度センサーを備えたIoTインテリジェント監視プラットフォームが装備されています。インテリジェントなアルゴリズムに基づいて、ファン速度、浄化風量、動作レベルを動的に調整します。トラフィックのピーク時や汚染が超過した場合には、自動的に電力を増やして集中浄化を行い、空気品質が良好な交通量の少ない時間帯には低電力スタンバイに入ります。従来の固定条件換気システムと比較して、60% 以上の包括的なエネルギー節約を達成し、長期的なトンネル運営の電気コストを大幅に削減し、自治体の低炭素建設要件を満たします。

3. 消耗品のない長期稼働と極めて低いメンテナンスコスト

コア浄化ユニットは、HEPAフィルターなどの使い捨て消耗品を使用せず、洗える金属静電プレートを使用しており、頻繁なフィルター交換、目詰まり、カビの発生、二次汚染などの従来の濾過装置の欠点を完全に回避します。プレートにゴミや汚れが溜まった場合は、装置による自動洗浄または手動による洗浄・乾燥を行うことで再利用が可能です。コアコンポーネントはリサイクル可能で、消耗品の交換コストなしで生涯使用できます。この装置は、耐風性と耐老化性を備えた堅牢な構造を備えており、トンネル内での高粉塵、高湿度、24 時間 365 日の中断のない稼働という過酷な条件に適応します。故障率が極めて低いため、四半期ごとの定期メンテナンスのみで済み、自治体のトンネルの人件費と資材運用費が大幅に削減されます。

4. 排気障害を排除する超低排出ガスによる現場浄化

従来のトンネル換気では、高濃度の排気や粉じんがトンネル出入り口付近に直接排出されるため、空気の濁りや刺激臭が発生しやすく、長期にわたって周辺の住宅地や市道を汚染し、住民からの苦情につながっていました。トンネル外気浄化システムは、トンネル内の汚染空気を浄化して排出する「内部循環浄化＋準拠排出」モードを採用しています。排出空気中の汚染物質含有量は大幅に削減され、自治体の環境保護基準に完全に準拠しています。これは、トンネル排気のオーバーフロー、粉塵妨害、および周囲の大気汚染の問題を根本的に解決し、都市中心部の建設に適した緑で環境に優しいトンネルを作り出します。

5. 柔軟な構造と改造による優れた適応性

トンネル本体構造に大幅な改造を必要とせず、立坑埋込型、トンネル天井設置型、機械室集中型などの複数の設置方法に対応しています。新しいトンネルプロジェクトと既存の古いトンネルの改修の両方に対応します。トンネルの長さ、交通量、断面積に応じて機器マトリクスを柔軟に構成できます。高気流の単一ユニットとフルカバーのマルチユニットリンケージにより、短い都市部の地下道トンネルと長い山岳道路トンネルの両方で包括的な死角のない新鮮な空気の置換と浄化を実現し、優れた互換性と適応性を提供します。交通環境の改善と運転の安全性の向上 トンネルは密閉型または半密閉型の交通空間であるため、煙や排気ガスが蓄積しやすく、視界の低下やドライバーや乗客の胸部の不快感を引き起こし、交通事故につながりやすくなります。このシステムは継続的に空気を循環・浄化し、トンネル内の新鮮な空気と安定した優れた視界を維持し、運転視界の死角をなくし、追突事故やその他の事故の発生率を大幅に低減するとともに、運転快適性を向上させ、安全、効率的、定期的なトンネル運営を保証します。

エンジニアリングの事例紹介

ケース 1: 北京光曲路雲通トンネル - 都市中心部の超低排出ガス改修

北京光曲路雲通トンネルは、交通量が多く、交通量が多い都市中心部の幹線地下道です。従来の換気モードでは、トンネルの入口と出口での深刻な排気の蓄積、視界の悪さ、顕著な排気のオーバーフロー障害により、重大な環境圧力が生じていました。このプロジェクトでは、一次濾過、電気集塵、二酸化窒素ガス濾過の三重浄化構造を備えた標準化されたトンネル外気浄化システムと、高出力軸流ファンを採用しました。各装置セットの最大浄化空気量は 180 立方メートル/秒です。このシステムには、朝夕のピーク時間帯と日中の交通量の多い時間帯に焦点を当てた時限インテリジェント動作メカニズムが装備されており、24時間365日動的なトンネル空気浄化を提供します。

導入後はトンネル内のPM2.5や浮遊粉塵が大幅に減少し、視認性が大幅に向上し、運転視界がクリアになりました。テストでは、トンネル排気汚染物質が 85% 以上削減され、完全に準拠した排出が達成されたことが示されました。トンネル出入り口における排気臭や大気汚染、周辺住民の苦情などの問題を完全に解決した。インテリジェントなスタートストップおよびオンデマンド動作モードは、元のファン システムと比較して優れた省エネを実現し、操作とメンテナンスが便利で、北京都市トンネルのグリーン浄化変革のベンチマーク ケースとなりました。

事例 2: 香港中環九龍線トンネル - 超大気流総合浄化プロジェクト

香港中環九龍トンネルは、交通負荷が非常に高く、空気浄化能力、安定性、環境基準に対する厳しい要件を備えた大規模な都市幹線トンネルです。このプロジェクトでは、高効率静電濾過、有害ガス除去、自動洗浄、インテリジェント監視という 4 つのコア技術を統合した大規模なトンネル外気浄化システム 9 セットを導入しました。システムの総処理空気量は毎時810万立方メートルに達し、トンネル空気の高周波総合循環浄化が可能となります。

この装置は、インテリジェントな監視システムを利用してリアルタイムの交通流データと大気質データをリンクし、動作電力を動的に調整して非効率なエネルギー消費を排除します。高電圧静電モジュールが超微細粉塵や排気微粒子を効率よく捕集し、専用吸着モジュールが有害ガスを分解します。自動クリーニング機能と組み合わせることで、性能低下なく長期安定稼働を実現します。プロジェクト完了後、トンネルの従来の受動的な希釈換気モードを完全に変革し、能動的な浄化と現場のコンプライアンスを実現しました。トンネル内の空気の質は常に優れた状態を維持しており、周辺地域の大気汚染問題は完全に解決されており、超大規模トンネルの外気浄化の世界的なベンチマークプロジェクトとなっています。

事例 3: 南京草長門トンネル - 5G スマート グリーン トンネル実証プロジェクト

南京草長門トンネルは、インテリジェントでグリーンな運用に重点を置いた主要な都市実証トンネルとして、マトリックス型トンネル外気浄化装置をバッチで導入することで、密閉された汚染の蓄積と高エネルギー消費の問題点に対処しました。このシステムは、5G IoT インテリジェント制御技術と組み合わせた革新的なカーボン ナノチューブ高電圧電場浄化モジュールを備えており、PM2.5、PM10、窒素酸化物、VOC などのさまざまな交通汚染物質を正確にフィルタリングし、80% 以上の安定した総合浄化効率を実現します。

この装置はインテリジェントな適応動作機能を備えており、トンネルの湿度と汚染物質の濃度に基づいて自動的に開始/停止し、レベルを調整します。低公害、高湿度の環境では省エネのために自動的にシャットダウンし、非効率なエネルギー消費を大幅に削減します。改造後は、トンネル内に排気臭や煙の滞留がなく、常に最適な視界が保たれるため、交通事故率が大幅に減少します。また、頻繁なメンテナンスは不要で、定期的に簡単なメンテナンスを行うだけで長期間使用できます。これは、江蘇省のトップ 10 グリーン交通イノベーション ケースの 1 つに選ばれ、都市のスマート トンネル変革の成熟したモデルを提供しました。

事例 4: 北京東六環路トンネル - 老朽化したトンネルの換気と浄化の更新

北京東六環路トンネルは、長年にわたって使用されている都市交通の重要なトンネルです。従来の従来の換気装置は、排気や粉塵を浄化せずに空気の対流のみを実現していたため、内部の空気の濁り、激しい粉塵の蓄積、過度の排気汚染といった長期的な問題が発生していました。このアップグレードでは、一次濾過、静電深部塵除去、ガス濾過の 3 層浄化システムを備えたシャフト埋め込み設置を使用して、トンネル外気浄化システムを包括的に設置しました。

アップグレード後、システムは 80% 以上の微粒子や窒素酸化物などの有害な汚染物質を安定してろ過します。トンネル外気の循環効率が大幅に向上し、従来の換気システムにおける風量不足、浄化不足、エネルギー消費量の問題を完全に解決しました。この装置は、24時間365日のトンネル交通状況に適応し、低騒音で安定して動作します。トンネル内の交通環境を最適化し、走行の安全性を向上させるだけでなく、トンネル出入口付近の空気環境を徹底的に改善し、実用性と環境保護を両立させた老朽トンネルの顕著な更新効果を実現しました。

結論

トンネル外気浄化システムは、「浄化なしの換気のみ、高エネルギー消費、高汚染」という従来のトンネル換気の固有の欠点を打破します。複合深層浄化、インテリジェントな省エネ規制、消耗品ゼロの低メンテナンス、超低環境排出、幅広いシナリオへの適応性、強化された交通安全という 6 つの主要な利点により、この装置は現代のトンネルのインテリジェントでグリーンな変革のための中核となるサポート機器となっています。

国内の複数の主要なトンネルエンジニアリング事例により、このシステムがトンネル排気の蓄積、粉塵汚染、不十分な視界、排気障害、過度のエネルギー消費などの中核的な問題点を効果的に解決できることが完全に検証されています。これは、安全で効率的なトンネル交通を確保し、運転体験を向上させるだけでなく、自治体の環境保護と低炭素エネルギー節約の要件も満たします。トンネルの新規建設や老朽化したトンネルの更新などあらゆるシナリオに適応できるため、現在、工学的応用価値が非常に高く、普及の見通しが高い交通トンネルの空気処理に最適なソリューションです。