空調(diào)列車客室空氣品質(zhì)及改善途徑

武永虎，李永柳

（南寧鐵路局南寧車輛段，1.工程師；2.技師，廣西 南寧 530001）

當(dāng)前投入運(yùn)營(yíng)的鐵路客車80%以上為全封閉的空調(diào)客車。由于列車運(yùn)行環(huán)境惡劣、空調(diào)系統(tǒng)受污染以及超員載客等原因，致使現(xiàn)在運(yùn)用空調(diào)客車普遍存在客室內(nèi)空氣品質(zhì)不良現(xiàn)狀，乘車旅客長(zhǎng)時(shí)間處于這種污濁環(huán)境下對(duì)身體健康有較大影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起胸悶、頭疼，甚至出現(xiàn)暈倒等癥狀，這對(duì)鐵路旅客運(yùn)輸造成許多負(fù)面影響。因此，如何提高空調(diào)列車客室空氣品質(zhì)，以改善旅客乘車環(huán)境是一個(gè)值得關(guān)注的問題。本文針對(duì)目前空調(diào)客車客室普遍存在空氣品質(zhì)不良現(xiàn)象及其原因進(jìn)行了分析，并提出在實(shí)際運(yùn)用中采取幾點(diǎn)對(duì)策的建議。

1 評(píng)價(jià)指標(biāo)

1.1 污染源強(qiáng)度和空氣品質(zhì)感知值 丹麥哥本哈根大學(xué)Fanger PO教授提出了一種新的通風(fēng)理論。在這個(gè)理論中，他第一次提出了新的單位olf和decipol。1個(gè)olf表示一個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)人”散發(fā)出的空氣污染量；decipol表示室內(nèi)空氣品質(zhì)。用這兩個(gè)單位可以把相當(dāng)于人所感覺的各種污染源綜合表示出來(lái)，并在新的空氣品質(zhì)舒適性方程中，計(jì)算出達(dá)到令人滿意的空氣品質(zhì)所需的通風(fēng)量。室內(nèi)空氣品質(zhì)舒適性方程為

式中：Ci為室內(nèi)空氣品質(zhì)感知值（decipol）；

CO為室外空氣品質(zhì)感知值；

G為室內(nèi)空間及通風(fēng)系統(tǒng)污染源強(qiáng)度（olf）；

Q為送入的室外空氣量（L／S）。

根據(jù)式（1）求得:

式中：PD為不滿意百分?jǐn)?shù)﹪。

2 客室空氣品質(zhì)不良因素分析

2.1 空調(diào)制冷機(jī)組污染 當(dāng)前鐵道客車配置空調(diào)機(jī)組為車頂單元式，安裝方式為車頂一、二位端頭。由于列車運(yùn)行線路環(huán)境復(fù)雜，致使長(zhǎng)期暴露在室外的空調(diào)機(jī)組冷凝換熱器臟堵現(xiàn)象非常嚴(yán)重，影響了送入客室內(nèi)空氣品質(zhì)。此外，利用集中供電方式的空調(diào)客車空調(diào)機(jī)組換熱器臟堵現(xiàn)象尤為普遍。特別是編組在接近發(fā)電車或餐車位置的車輛其客室內(nèi)空氣品質(zhì)尤為不良，空調(diào)機(jī)組換熱器表面油漬較多，導(dǎo)致空調(diào)制冷不良現(xiàn)象常有發(fā)生。

另外，蒸發(fā)器臟堵污染也是引起客室空氣品質(zhì)不良的原因之一。由于當(dāng)前投入運(yùn)營(yíng)的各車型空調(diào)客車風(fēng)道密封性較差，空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)所吸入的空氣，包括新風(fēng)與回風(fēng)都帶有一定的塵埃，其大部分塵埃不是沉降在送風(fēng)道，就是被阻留在空氣過(guò)濾網(wǎng)上（包括新風(fēng)網(wǎng)、回風(fēng)網(wǎng)和混合濾網(wǎng)）。當(dāng)通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)塵埃就從密封不嚴(yán)的混合濾網(wǎng)座口進(jìn)入蒸發(fā)器翅片，造成翅片堵塞。由于蒸發(fā)器是在低壓壓力下蒸發(fā)，當(dāng)空調(diào)工作時(shí)空氣中的水蒸氣在通過(guò)蒸發(fā)器葉片時(shí)會(huì)在葉片上凝結(jié)形成水珠，這些凝結(jié)的水可以吸收一部分混合風(fēng)由此進(jìn)入蒸發(fā)器中的雜質(zhì)和灰塵。冷凝水與塵埃長(zhǎng)期在黑暗潮濕、溫濕適宜的蒸發(fā)器翅片里霉變產(chǎn)生微生物病菌。硬臥車特別是25 G型硬臥車蒸發(fā)器產(chǎn)生霉變的現(xiàn)象較為普遍，其主要原因是蒸發(fā)器與機(jī)座安裝呈45°固定，塵埃、霉菌堵塞在死角里且日常不便清潔維護(hù)。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，新出廠空調(diào)客車投入運(yùn)用一個(gè)夏季后，其蒸發(fā)器翅片里開始有霉變現(xiàn)象。當(dāng)通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)帶有病菌的微生物隨冷氣被送入送風(fēng)道進(jìn)入客室，嚴(yán)重影響客室空氣品質(zhì)。有關(guān)醫(yī)學(xué)試驗(yàn)表明，這些霉菌會(huì)引起人體頭痛、發(fā)熱，突發(fā)性喉嚨痛，扁桃體感染，哮喘，流感癥狀，皮炎以及傷口難愈合等不良反應(yīng)，給旅客乘車環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重影響。

2.2 空調(diào)通風(fēng)道系統(tǒng)受污染 鐵道車輛空調(diào)通風(fēng)道系統(tǒng)一般包括送風(fēng)道和回風(fēng)道，它的作用是將車廂內(nèi)的再循環(huán)空氣引到進(jìn)風(fēng)口側(cè)與吸入的新鮮空氣混合，經(jīng)空調(diào)機(jī)組冷卻后，再通過(guò)送風(fēng)道送入車廂內(nèi)使用。目前投入運(yùn)營(yíng)的25型空調(diào)客車空調(diào)風(fēng)道密封性普遍較差，回風(fēng)道漏風(fēng)嚴(yán)重，回風(fēng)口鋁框與車體頂板間隙過(guò)大，頂棚密封板蓋多數(shù)起不到密封作用，其中25 G型臥鋪車頂棚密封板蓋起不到密封現(xiàn)象尤為嚴(yán)重。另外，軟風(fēng)道口與送風(fēng)道口密封不嚴(yán)，造成雨天客室漏水現(xiàn)象常有發(fā)生，這不僅影響客室內(nèi)空氣品質(zhì)，而且流進(jìn)車體內(nèi)的水易引起車輛配電線路短路，嚴(yán)重威脅客車安全運(yùn)行。美國(guó)NIOSH曾做過(guò)調(diào)查得出，因送風(fēng)風(fēng)道和空氣處理機(jī)臟污占影響空氣品質(zhì)不良18%。

2.3 通風(fēng)不良 鐵道客車空調(diào)通風(fēng)采用機(jī)械壓迫式送風(fēng)，設(shè)有高速和低速2種工況。其通風(fēng)循環(huán)方式是通過(guò)車頂軸流風(fēng)機(jī)機(jī)械強(qiáng)迫方法將處理過(guò)的低溫冷氣送入客室，客室內(nèi)廢氣通過(guò)一位端內(nèi)端門上方的回風(fēng)口循環(huán)利用。從目前投入運(yùn)營(yíng)的25型空調(diào)客車運(yùn)用情況看，這種上送上排的通風(fēng)容易在風(fēng)機(jī)工作區(qū)產(chǎn)生氣流短路，即靠近回風(fēng)口的客室空間補(bǔ)進(jìn)的冷氣直接被風(fēng)機(jī)抽回，以及由于部分車輛在較早時(shí)期生產(chǎn)，在送風(fēng)道衰減工藝設(shè)計(jì)上存在許多不足，致使常出現(xiàn)車輛客室一位端制冷差，中間冷而二位端悶熱現(xiàn)象，通常俗稱的“陰陽(yáng)車故障”。

另外，以往人們?cè)诳紤]通風(fēng)系統(tǒng)方面時(shí)較多的是認(rèn)為如何保證新風(fēng)量或增加新風(fēng)量。增加新風(fēng)量是必要的，但人們忽視了新風(fēng)品質(zhì)和新風(fēng)的人均占有量。在大量增加新風(fēng)對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量究竟改善多少的問題，國(guó)外有人曾做過(guò)問卷測(cè)試，結(jié)果表明：新風(fēng)量為34 m3/（h·人）時(shí)，有癥狀者占7.12%～14.9%，新風(fēng)量為85m3/（h·人）時(shí)，有11%～14.5%的人有癥狀表現(xiàn)，說(shuō)明增加新風(fēng)量無(wú)助于減少癥狀。相對(duì)于人員密集的鐵道空調(diào)客車如何保證新鮮氣流分布問題尤為重要。

本來(lái)真正新鮮的室外空氣不僅提供人們不可或缺的氧氣，還有其特有的其他作用，增加這樣的新風(fēng)永遠(yuǎn)正確。但面對(duì)增加新風(fēng)量并未收到好效果的許多實(shí)例，值得引起深思。所以我們?cè)诖_定客室內(nèi)新風(fēng)時(shí)不能只滿足新風(fēng)的量，而不顧及它的質(zhì)和旅客實(shí)際所得到得新風(fēng)量究竟有多少。導(dǎo)致這一狀況主要是目前空調(diào)客車空調(diào)新風(fēng)過(guò)濾效率不高，又無(wú)凈化氣體的功能，室外大氣中所含有機(jī)化學(xué)物質(zhì)不可能被清除，這只是一方面；另外，空調(diào)客車的送風(fēng)模式是把客室內(nèi)空間作為新風(fēng)的稀釋對(duì)象，當(dāng)其稀釋了客室內(nèi)上部空間中的污染物再進(jìn)入下部空間時(shí)，新風(fēng)已經(jīng)不“新”了。尤其是目前硬座空調(diào)客車上送上排的送風(fēng)方式很容易在風(fēng)機(jī)工作區(qū)產(chǎn)生二次循環(huán)氣流以外的渦旋流（硬臥車在回風(fēng)設(shè)計(jì)上雖然客室回風(fēng)是從走道端門下部百葉縫隙回風(fēng)，但列車在運(yùn)行時(shí)旅客為行走方便，端門為打開狀態(tài)，其送風(fēng)方式也看似上送上排），那里空氣齡較大，局部換氣效率很差，并導(dǎo)致小空間的不平衡，使工作區(qū)空氣品質(zhì)變化，通風(fēng)效率降低，而且上送上排的送風(fēng)方式極易發(fā)生短路，部分送風(fēng)從排風(fēng)口直接排走，這就減少了進(jìn)入客室呼吸區(qū)的新風(fēng)量。25 K型硬座車在客室中部座位底下設(shè)有一個(gè)專門的排風(fēng)系統(tǒng)，其室內(nèi)空氣品質(zhì)較25G型硬座車好。

2.4 列車超員超載 根據(jù)目前運(yùn)營(yíng)的25型空調(diào)客車設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)定，其空調(diào)設(shè)計(jì)滿足要求達(dá)到舒適環(huán)境，其新風(fēng)的確定也是按客室旅客定員來(lái)配備相應(yīng)功率的空調(diào)機(jī)組，但在實(shí)際運(yùn)用中由于超員、空調(diào)機(jī)組老化、額定制冷量下降以及車體隔熱能力下降等因素，使得客室空氣品質(zhì)受到一定影響，特別在春運(yùn)嚴(yán)重超員的情況下，客室內(nèi)空氣品質(zhì)嚴(yán)重惡化。

3 幾點(diǎn)對(duì)策與建議

針對(duì)上述引起客室空氣品質(zhì)不良的因素，從目前運(yùn)營(yíng)的25型空調(diào)客車實(shí)際情況看，在運(yùn)用中可以采取一些相應(yīng)的措施減少客室內(nèi)空氣的污染，同時(shí)整體上改善客室內(nèi)空氣品質(zhì)。

3.1 強(qiáng)化清洗空調(diào)制冷機(jī)組制度 定期清洗空調(diào)制冷機(jī)組，特別是對(duì)換熱器的吹灰、清洗；對(duì)機(jī)組內(nèi)各裝置進(jìn)行清掃除塵；疏通冷凝排水管以確保機(jī)組清潔?，F(xiàn)行的《客車空調(diào)三機(jī)檢修及運(yùn)用管理規(guī)程》在空調(diào)機(jī)組小修范圍內(nèi)只提出各部件清掃除塵，換熱器清潔干凈，并沒有對(duì)機(jī)組冷凝水排放是否順暢提出具體要求。有資料表明，冷凝水系統(tǒng)處理好的空調(diào)房間其微生物的含量比沒有處理或處理不好的房間低32%，且相應(yīng)系統(tǒng)的使用壽命也提高了25%，由此可見對(duì)空調(diào)冷凝水微生物處理的必要性。

另外，該規(guī)程提出在空調(diào)每第二個(gè)中修時(shí)機(jī)組需落地檢修。但在實(shí)際運(yùn)用中，由于空調(diào)系統(tǒng)易受污染臟堵，導(dǎo)致檢修后的空調(diào)系統(tǒng)未到下一個(gè)檢修周期，空調(diào)由于受污染臟堵致使制冷不良故障常有發(fā)生。該項(xiàng)檢修規(guī)程不滿足運(yùn)用實(shí)際，并且對(duì)提高空調(diào)客室空氣品質(zhì)有一定影響。建議在執(zhí)行原有的檢修規(guī)程要求的同時(shí)，應(yīng)每個(gè)月對(duì)機(jī)組進(jìn)行全面吹灰除塵，重點(diǎn)對(duì)列車首尾幾輛車換熱器的清洗。此外，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)檢修要求應(yīng)改為“只要進(jìn)入中修的空調(diào)客車就需落地清洗檢修”，不應(yīng)在第二個(gè)中修時(shí)才對(duì)機(jī)組需落地檢修。

3.2 完善通風(fēng)系統(tǒng)檢修要求 在現(xiàn)行的《客車空調(diào)三機(jī)檢修及運(yùn)用管理規(guī)程》第2.2.3.2條只提出對(duì)風(fēng)道吹灰除塵，并沒有提出對(duì)通風(fēng)道潔凈度的要求，因?yàn)橐恍╅L(zhǎng)久堆積污垢只靠風(fēng)吹很難吹干凈。

另外，第2.2.4條提出空調(diào)機(jī)組運(yùn)行后無(wú)漏風(fēng)現(xiàn)象，該條款也沒有細(xì)化提出是機(jī)組的漏風(fēng)要求還是整個(gè)風(fēng)道的漏風(fēng)要求，容易引起檢修標(biāo)準(zhǔn)上的誤解，建議明確提出對(duì)通風(fēng)道及機(jī)組密封性的要求，同時(shí)明確各風(fēng)道的潔凈度要求。

3.3 加強(qiáng)通風(fēng)循環(huán) 合理的氣流組織效果是影響空氣品質(zhì)、降低生物性污染的重要因素。置換通風(fēng)（Thermal DisplacementVentilation）無(wú)疑是一種能達(dá)到最好空氣品質(zhì)、降低微生物污染的氣流組織形式。它使送入客室的空氣首先進(jìn)入客室下部的工作區(qū)，熱空氣在后續(xù)送風(fēng)的“推動(dòng)”下，定向地上升，被風(fēng)口“抽吸”掉，這樣能保證客室空氣新鮮、潔凈。而且由風(fēng)洞測(cè)試可知，當(dāng)列車速度達(dá)到180km/h時(shí)，車頂單元式空調(diào)機(jī)組冷凝風(fēng)的風(fēng)量不能維持機(jī)組正常工作。這對(duì)于列車采用置換式下送上回方式提供了一定的依據(jù)。但由于目前國(guó)內(nèi)環(huán)境衛(wèi)生狀況，以及列車室外空氣參數(shù)的變化，使得實(shí)際采用、調(diào)節(jié)這種氣流組織方式存在一定難度。而采用縮短空氣齡的辦法，有效地組織氣流，無(wú)疑將是一種有前途的方式。如傳統(tǒng)的車內(nèi)氣流頂送上側(cè)回方式，在調(diào)節(jié)溫度觀念的基礎(chǔ)上設(shè)置的風(fēng)口，加上熱源和設(shè)備的干涉，使它不能有效地排除這些低濃度污染物。所以，我們可用縮短空氣齡的辦法來(lái)研究各種流態(tài)和氣流組織中新鮮空氣的流動(dòng)途徑，來(lái)有效地評(píng)價(jià)和選擇室內(nèi)氣流組織。因此，室內(nèi)氣流組織的改善不但降低室內(nèi)空氣微生物污染、提高客室空氣品質(zhì)，同時(shí)也很好的稀釋室內(nèi)二氧化碳濃度。

3.4 定員承載旅客 按客室額定定員要求承載運(yùn)輸旅客，以提高客室內(nèi)空氣品質(zhì)。如在繁忙季節(jié)客流量多而超員時(shí)，在冬季應(yīng)把通風(fēng)位置于強(qiáng)通風(fēng)位，以加快氣流循環(huán)（目前普遍在冬季把通風(fēng)工況置于弱風(fēng)位）。在夏季應(yīng)把制冷溫度調(diào)節(jié)到適當(dāng)要求，以保持客室內(nèi)的溫、濕度，從而盡可能提高客室內(nèi)空氣品質(zhì)。

4 結(jié)束語(yǔ)

空調(diào)客車室內(nèi)空氣品質(zhì)的好壞對(duì)旅客的健康有很大的影響，當(dāng)前旅客在旅行中不但要求車輛設(shè)備安全質(zhì)量有保障，而且對(duì)健康旅行要求愿望越來(lái)越大。通過(guò)以上幾點(diǎn)分析及建議，在實(shí)際運(yùn)用中應(yīng)可以實(shí)施，并在一定程度上可以減少客室空氣污染，從而整體上提高客室內(nèi)空氣品質(zhì)。

〔1〕中華人民共和國(guó)鐵道部.客車空調(diào)三機(jī)檢修及運(yùn)用管理規(guī)程〔M〕.北京：中國(guó)鐵道出版社，1994.

〔2〕陳煥新 胡益雄 陳寧 屈高林·改善空調(diào)列車車內(nèi)空氣品質(zhì)的途徑〔J〕.鐵道車輛，1998，36（8）：37-38.

〔3〕宋廣生·中國(guó)室內(nèi)環(huán)境污染控制理論與實(shí)務(wù)·北京：化學(xué)工業(yè)出版社〔M〕.2006.6