Système de purification d’air frais dans les tunnels

Le système de purification d'air frais du tunnel est un équipement intelligent spécialisé de ventilation et de purification conçu pour les espaces de circulation fermés tels que les autoroutes, les tunnels souterrains urbains et les tunnels de montagne. Il constitue le principal système de soutien environnemental pour les transports intelligents.

Les tunnels traditionnels s'appuient uniquement sur des ventilateurs à réaction pour la convection de l'air et la dilution des polluants naturels, ce qui ne peut pas fondamentalement traiter la pollution par les gaz d'échappement et la poussière des véhicules. Cela entraîne une accumulation de contaminants à l’intérieur des tunnels, une visibilité réduite et des débordements d’échappement qui perturbent les communautés environnantes. Le système de purification de l'air frais du tunnel intègre le remplacement mécanique de l'air frais, le dépoussiérage électrostatique à haute tension, la filtration des gaz nocifs et des technologies intelligentes de surveillance et de contrôle. Il extrait activement l'air pollué des tunnels, effectue une purification en profondeur des particules et des gaz nocifs, et renvoie de l'air pur dans le tunnel ou le rejette conformément aux normes. En réalisant « une purification sur site, une circulation d'air frais et des émissions ultra-faibles », il résout complètement les problèmes de l'industrie liés à une mauvaise ventilation, une pollution grave, une consommation d'énergie élevée et des perturbations importantes dans les tunnels fermés, ce qui en fait un équipement standard pour les tunnels intelligents verts modernes.

Principe de fonctionnement

Le système établit un réseau complet de conduits d'air utilisant des ventilateurs axiaux et des ventilateurs à jet pour collecter l'air hautement pollué des tunnels. 

L'air traverse séquentiellement :

1. Module de filtration primaire : élimine les grosses particules de poussière et les débris

2. Module de précipitation électrostatique haute tension : capture les particules fines

3. Module d’adsorption et de décomposition des gaz : Traite les gaz nocifs

Il élimine efficacement les polluants liés à la circulation, notamment les poussières PM2,5 et PM10, les gaz d'échappement des véhicules, les oxydes d'azote, le monoxyde de carbone et les COV. De l'air propre purifié est réintroduit dans le tunnel pour remplacer en permanence l'air pollué. Le système ajuste intelligemment le volume d'air et les niveaux de purification pour s'adapter aux conditions complexes telles que les fluctuations du flux de circulation, les différences de température jour-nuit et les changements météorologiques, garantissant ainsi la conformité 24h/24 et 7j/7 de l'environnement de trafic du tunnel et de la qualité de l'air ambiant.

Avantages principaux

1. Purification en profondeur complète pour les pollutions routières complexes

Les polluants des tunnels sont constitués des gaz d’échappement des véhicules et de la poussière des pneus, créant une pollution mixte de particules et de gaz nocifs que la ventilation traditionnelle ne peut que diluer mais pas éliminer. Le système de purification d’air frais du tunnel adopte une technologie de purification composite avec un dépoussiérage électrostatique à haute tension et des modules de filtration de gaz spécialisés. Il capture les poussières ultrafines aussi petites que 0,01 μm, atteignant une efficacité de purification de plus de 85 % pour les PM2,5 et PM10. Il adsorbe et décompose également spécifiquement les oxydes d'azote, le monoxyde de carbone et les odeurs d'échappement, améliorant considérablement la visibilité du tunnel, éliminant l'obstruction de la vision de conduite causée par la brume et l'accumulation de fumée, améliorant considérablement la sécurité du trafic dans le tunnel et répondant complètement aux limites de purification incomplète de la ventilation traditionnelle.

2. Régulation dynamique intelligente avec des économies d'énergie significatives

Les ventilateurs de tunnel traditionnels fonctionnent à pleine capacité 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7, ce qui entraîne une consommation d'énergie et un gaspillage de ressources extrêmement élevés. Ce système est équipé d'une plate-forme de surveillance intelligente IoT avec des capteurs de haute précision qui collectent des données de base en temps réel 24h/24 et 7j/7, notamment le flux de trafic dans le tunnel, la visibilité, les concentrations de gaz nocifs, la température et l'humidité. Basé sur des algorithmes intelligents, il ajuste dynamiquement la vitesse du ventilateur, le volume d’air purifié et les niveaux de fonctionnement. Il augmente automatiquement la puissance pour une purification intensive pendant les heures de pointe de trafic et les dépassements de pollution, et passe en veille à faible consommation pendant les périodes de faible trafic avec une bonne qualité de l'air. Par rapport aux systèmes de ventilation traditionnels à condition fixe, il permet de réaliser des économies d'énergie globales de plus de 60 %, réduisant considérablement les coûts électriques d'exploitation du tunnel à long terme et répondant aux exigences municipales en matière de construction à faible émission de carbone.

3. Fonctionnement à long terme sans consommable avec des coûts de maintenance extrêmement faibles

L'unité de purification centrale utilise des plaques électrostatiques métalliques lavables sans consommables jetables tels que des filtres HEPA, évitant ainsi complètement les inconvénients des équipements de filtration traditionnels, notamment le remplacement fréquent des filtres, le colmatage, la croissance de moisissures et la pollution secondaire. Lorsque les plaques accumulent de la poussière et de la saleté, elles peuvent être réutilisées après un nettoyage automatique par l'équipement ou un lavage et un séchage manuels. Les composants principaux sont recyclables pour une utilisation à vie sans frais de remplacement des consommables. L'équipement présente une structure robuste résistante au vent et au vieillissement, s'adaptant aux conditions difficiles de forte poussière, d'humidité élevée et de fonctionnement ininterrompu 24h/24 et 7j/7 dans les tunnels. Avec des taux de défaillance extrêmement faibles ne nécessitant qu'un entretien de routine trimestriel, il réduit considérablement les dépenses d'exploitation en main d'œuvre et en matériel pour les tunnels municipaux.

4. Purification sur site avec des émissions ultra-faibles pour éliminer les perturbations des gaz d'échappement

La ventilation traditionnelle des tunnels rejette directement les gaz d'échappement et les poussières à haute concentration dans les zones autour des entrées et des sorties des tunnels, provoquant facilement un air trouble, des odeurs âcres et une pollution à long terme des zones résidentielles environnantes et des routes municipales, entraînant des plaintes des résidents. Le système de purification de l'air frais du tunnel adopte un mode « purification par circulation interne + décharge conforme », dans lequel l'air pollué du tunnel est purifié avant d'être rejeté. La teneur en polluants de l'air rejeté est considérablement réduite, conformément aux normes municipales de protection de l'environnement. Il résout fondamentalement les problèmes de débordement des gaz d'échappement des tunnels, de perturbation de la poussière et de pollution de l'air environnant, en créant des tunnels verts et respectueux de l'environnement, adaptés à la construction dans les zones urbaines centrales.

5. Adaptabilité exceptionnelle avec une construction et une rénovation flexibles

Le système prend en charge plusieurs méthodes d'installation, notamment les types intégrés dans un puits, montés au plafond du tunnel et centralisés dans la salle des machines, ne nécessitant aucune modification majeure de la structure principale du tunnel. Il est compatible aussi bien avec les projets de nouveaux tunnels qu’avec la rénovation d’anciens tunnels existants. Les matrices d'équipement peuvent être configurées de manière flexible en fonction de la longueur du tunnel, du volume de trafic et de la section transversale. Avec des unités simples à haut débit d'air et une liaison multi-unités pour une couverture complète, il permet un remplacement et une purification complets de l'air frais sans angle mort pour les tunnels souterrains urbains courts et les longs tunnels routiers de montagne, offrant une excellente compatibilité et adaptabilité.6. Environnement de circulation amélioré et sécurité de conduite amélioréeEn tant qu'espaces de circulation fermés ou semi-fermés, les tunnels sont sujets à une accumulation de fumée et d'échappement qui réduit la visibilité et provoque une gêne thoracique pour les conducteurs et les passagers, conduisant facilement à des accidents de la route. Le système fait circuler et purifie l'air en continu, maintenant l'air frais du tunnel et une excellente visibilité stable, éliminant les angles morts de la vision de conduite, réduisant considérablement l'incidence des collisions arrière et autres accidents, tout en améliorant le confort de conduite et en garantissant une exploitation sûre, efficace et régulière du tunnel.

Études de cas d'ingénierie

Cas 1 : Tunnel Yuntong de la route Guangqu à Pékin – Rénovation à très faibles émissions dans la zone urbaine centrale

Le tunnel Yuntong de la route Guangqu de Pékin est un passage souterrain artériel central urbain avec un trafic lourd et dense. En mode de ventilation traditionnel, une forte accumulation d'échappement aux entrées et sorties du tunnel, une faible visibilité et des perturbations importantes du débordement des gaz d'échappement ont créé une pression environnementale importante. Le projet a adopté un système standardisé de purification de l'air frais du tunnel avec une triple structure de purification : filtration primaire, précipitation électrostatique et filtration du dioxyde d'azote gazeux, associé à des ventilateurs axiaux de haute puissance. Chaque ensemble d'équipements a un volume d'air purifié maximum de 180 mètres cubes par seconde. Le système est équipé d'un mécanisme de fonctionnement intelligent et chronométré se concentrant sur les heures de pointe du matin et du soir et sur les périodes de trafic dense à midi, assurant une purification dynamique de l'air du tunnel 24h/24 et 7j/7.

Après la mise en œuvre, les PM2,5 et les poussières en suspension à l'intérieur du tunnel ont été considérablement réduites, la visibilité a été grandement améliorée et la vision de conduite est devenue claire. Les tests ont montré une réduction de plus de 85 % des polluants de l'air d'échappement du tunnel, permettant un rejet totalement conforme. Il a complètement résolu les problèmes d'odeurs d'échappement, de pollution de l'air et de plaintes des résidents environnants aux entrées et sorties du tunnel. Le mode de fonctionnement intelligent start-stop et à la demande a permis de réaliser des économies d'énergie exceptionnelles par rapport au système de ventilateur d'origine, avec un fonctionnement et une maintenance pratiques, devenant ainsi un cas de référence pour la transformation de la purification verte des tunnels urbains de Pékin.

Cas 2 : Tunnel routier central de Kowloon à Hong Kong - Projet de purification complète à très haut débit d'air

Le tunnel central de Kowloon de Hong Kong est un grand tunnel artériel urbain avec une charge de trafic extrêmement élevée et des exigences strictes en matière de capacité de purification de l'air, de stabilité et de normes environnementales. Le projet a déployé 9 ensembles de systèmes de purification d'air frais dans les tunnels à grande échelle intégrant quatre technologies de base : filtration électrostatique à haute efficacité, élimination des gaz nocifs, nettoyage automatique et surveillance intelligente. Le volume total d'air de traitement du système atteint 8,1 millions de mètres cubes par heure, permettant une purification par circulation complète à haute fréquence de l'air du tunnel.

L'équipement s'appuie sur un système de surveillance intelligent pour relier les données de flux de trafic en temps réel aux données sur la qualité de l'air, ajustant dynamiquement la puissance de fonctionnement pour éliminer la consommation d'énergie inefficace. Le module électrostatique haute tension capture efficacement les poussières ultrafines et les particules d'échappement, tandis que le module d'adsorption dédié décompose les gaz nocifs. Combiné à la fonction de nettoyage automatique, il garantit un fonctionnement stable à long terme sans dégradation des performances. Une fois le projet terminé, il a complètement transformé le mode traditionnel de ventilation par dilution passive des tunnels, permettant une purification active et une conformité sur site. La qualité de l'air interne du tunnel reste constamment excellente et les problèmes de pollution de l'air de la zone environnante sont complètement résolus, ce qui en fait un projet de référence mondial pour la purification de l'air frais des tunnels à très grande échelle.

Cas 3 : Tunnel Caochangmen de Nanjing - Projet de démonstration de tunnel vert intelligent 5G

En tant que tunnel de démonstration urbain clé axé sur l'exploitation intelligente et écologique, le tunnel Nanjing Caochangmen a résolu les problèmes liés à l'accumulation de pollution enfermé et à la consommation d'énergie élevée en déployant par lots des équipements de purification d'air frais dans le tunnel de type matriciel. Le système comprend un module innovant de purification de champ électrique à haute tension en nanotubes de carbone combiné à une technologie de contrôle intelligent 5G IoT, filtrant avec précision divers polluants du trafic, notamment les PM2,5, les PM10, les oxydes d'azote et les COV, avec une efficacité de purification complète et stable supérieure à 80 %.

L'équipement dispose d'une capacité de fonctionnement adaptative intelligente, démarrant/arrêtant automatiquement et ajustant les niveaux en fonction de l'humidité du tunnel et de la concentration de polluants. Il s'éteint automatiquement pour économiser de l'énergie dans des environnements peu polluants et très humides, réduisant ainsi considérablement la consommation d'énergie inefficace. Après transformation, il n'y a aucune odeur d'échappement ni accumulation de fumée dans le tunnel et la visibilité reste optimale à tout moment, avec une diminution significative des taux d'accidents de la route. De plus, l’équipement ne nécessite aucun entretien fréquent, seulement un entretien simple et régulier pour un fonctionnement à long terme. Il a été sélectionné avec succès comme l'un des dix meilleurs cas d'innovation en matière de transport vert de la province du Jiangsu, fournissant ainsi un modèle mature pour la transformation des tunnels urbains intelligents.

Cas 4 : Tunnel du sixième périphérique Est de Pékin - Amélioration de la ventilation et de la purification d'un tunnel vieillissant

Le tunnel du sixième périphérique est de Pékin est un tunnel de circulation urbaine clé qui est en service depuis longtemps. L'équipement de ventilation traditionnel d'origine ne permettait que la convection de l'air sans purifier les gaz d'échappement et la poussière, ce qui entraînait des problèmes à long terme d'air interne trouble, une grave accumulation de poussière et une pollution excessive par rejet. Cette mise à niveau a entièrement installé le système de purification de l'air frais du tunnel à l'aide d'une installation intégrée dans un puits avec un système de purification à trois couches : filtration primaire, dépoussiérage électrostatique en profondeur et filtration des gaz.

Après la mise à niveau, le système filtre de manière stable plus de 80 % des particules et des polluants nocifs tels que les oxydes d'azote. L'efficacité de la circulation de l'air frais dans le tunnel a été grandement améliorée, résolvant complètement les problèmes de volume d'air insuffisant, de manque de purification et de consommation d'énergie élevée dans le système de ventilation d'origine. L'équipement fonctionne de manière stable avec un faible bruit, s'adaptant aux conditions de circulation dans les tunnels 24h/24 et 7j/7. Il a non seulement optimisé l'environnement de circulation interne et amélioré la sécurité de conduite, mais a également considérablement amélioré la qualité de l'air autour des entrées et des sorties du tunnel, obtenant ainsi des effets de renouvellement remarquables pour le tunnel vieillissant, à la fois pratiques et respectueux de l'environnement.

Conclusion

Le système de purification d'air frais du tunnel élimine les inconvénients inhérents à la ventilation traditionnelle des tunnels : « seulement une ventilation sans purification, une consommation d'énergie élevée et une pollution élevée ». Avec ses six avantages fondamentaux que sont la purification en profondeur des composites, la régulation intelligente des économies d'énergie, la faible maintenance sans consommable, les émissions environnementales ultra-faibles, la large adaptabilité des scénarios et la sécurité routière améliorée, il est devenu l'équipement de base pour la transformation intelligente et verte des tunnels modernes.

Plusieurs cas clés d'ingénierie de tunnels nationaux vérifient pleinement que ce système résout efficacement les principaux problèmes, notamment l'accumulation d'échappement dans les tunnels, la pollution par la poussière, la visibilité insuffisante, les perturbations des gaz d'échappement et la consommation d'énergie excessive. Il garantit non seulement un trafic sûr et efficace dans les tunnels et améliore l'expérience de conduite, mais répond également aux exigences municipales en matière de protection de l'environnement et d'économie d'énergie à faible émission de carbone. Adaptable à tous les scénarios de construction de nouveaux tunnels et de modernisation de tunnels vieillissants, il s'agit actuellement de la solution optimale pour le traitement de l'air dans les tunnels de circulation avec une valeur d'application technique et des perspectives de vulgarisation extrêmement élevées.