高速动车组给水卫生系统设计

杜 涛,李 艳

（南车青岛四方机车车辆股份有限公司,山东 青岛 266011）

高速动车组给水卫生系统设计

杜 涛,李 艳

（南车青岛四方机车车辆股份有限公司,山东 青岛 266011）

交通条件对于地区经济的发展的重要性已经逐渐被人们认识到了，我国经济实力的提升，对于交通事业也极为重视。其作为社会基础建设事业之一，各个地区均在火热的开展中，高速动车组是我国现在重要的交通设施之一，其不仅有效的改善了各个地区的交通状况，其设备中的各项系统均融入了人性化的设计理念，包括其中十分重要的给水卫生系统。本文简单的介绍了高速动车组给水卫生系统的各项设计，包括供水方式设计、排水装置设计及集便系统设计等，为该类设计人员提供一定的参考与借鉴。

高速动车组；给水卫生系统；给水装置；排水装置；卫生装置；设计；研究

0 前言

我国在交通建设方面的投入极大，铁路高速动车组则是其中极为重要的一部分，其在技术上经历了一系列的阶段，包括引进技术引进阶段、吸收技术阶段、技术创新阶段等，并最终实现自主研发设计。在高速动车组的各项设施中，给水卫生系统是极为重要的一部分，其能主要职能是为旅客、乘务人员等提供饮用水、洗漱、卫生等各项服务。由于其技术体系的区别，使得高速动车组的设计也不尽相同，但是基本特点在于拉低车辆重心，且轻量化各个部件。设计高速动车组给水卫生系统的过程中，不仅需要达到其基本服务功能，也需要更加的人性化、标准化，更好的满足人员的需求，提供优质的服务。

1 供水方式设计

车辆运行时其用水量及整体的布局对于供水方式有着决定性的影响，其中用水量决定了水箱的容积，能够确定水箱所占的空间；整体的布置则决定了水箱安装位置及空间，从而确定了供水方式。一般的供水方式可以分为压力供水、重力供水及组合式供水三种，具体情况如下：

（1）压力供水 采用压力供水的的方式，其储水箱一般安装于车下，其主要优势在于水箱的容积较大，一般超过600L，系统的重心较低，但是整个系统较为复杂，也使得其可靠性不足[1]。

（2）重力供水方式 该供水方式的储水箱一般安装在车厢顶板的上部，其优点在于结构较为简单，因此可靠性良好，但是其系统重心较高，决定了其水箱容积不能太大，一般在约为300 L。

（3）组合方式供水 其储水箱一般安装于车下，还需要安装一个中间水箱，位置则是顶板上方，利用压力把车下储水箱的水输送到中间水箱，最后通过重力为用水点提供水源。其主要优势在于水箱容积较大，超过600L，系统重心较低，但是结构复杂，可靠性不足。

2 排水装置的设计

由于高速动车组的运行特点，对于气密性要求极高，设计排水装置时需要考虑到各个方面的影响因素，包括进出隧道是车厢内气压变化引起的噪音、废水喷出等，需要在洗池的排水管线中安装保护设施，提高舒适性。根据装置的不同原理，其保护装置可以分为各种类型，包括压力式、电磁式、重力式、虹吸式等，各个类型的优势、缺陷、使用范围等，均有较大的区别，具体如下：

（1）压力式排水装置 其基本原理利用真空集便系统来实现污物的抽吸。具体是将中间箱安装于洗池下方，如果中间箱的液位达到特定的高，其液位传感器则会输出抽吸信号，将其内部的废水排出至污物箱，实现废水零排放，且排水管路和车外处于隔绝的状态。该装置需要装配相应的集便装置，结构较为复杂，且需要较大的成本[2]。

（2）电磁式水封 其主要是利用电磁阀实现排水开闭状态的控制，如果液位达到特定的高度，电磁阀则会开启，实施排水；如果水量尚未达到该高度，则会保持关闭，使得车内外的排水管线压力压力保持不变。如果处于无电的状态中，电磁阀则会处在开启状态，避免低温存放的情况下出现冰冻情况，其装置的结构较为复杂，且成本高。

（3）重力式、虹吸式水封 排水管路中液位有一定的差异，形成的一定的压力，重力式及虹吸式水封则是利用该压力对抗动车运行时产生的压力变化，其结构一般较为简单，且无法花费较多的成本，但是其也有一定的缺陷，包括出现堵塞、有存水等，且在低温存放的情况下可能出现冰冻的情况，需要对其投入大量的维护工作[3]。

3 集便系统设计

集便系统的主要构成部分包括便器、污物箱、排污装置、控制系统等，高速动车组一般是使用真空集便装置，其可靠性良好，且效果较好。根据布局及性质的不同，可以将真空集便装置分为几个不同的类型，设计人员可以根据实际的条件合理选择，具体情况如下：

（1）紧凑型真空集便系统 在该系统中，真空排污系统一般处于常压条件，系统不需要有较高的密封性，其能够在中间箱形成真空，所占空间小，能源消耗也较低。但是其也存在一定的缺陷，及其在运行的过程中会产生较大的压降损失，容易造成排污管路结垢的问题，后期需要进行积极的除垢工作，维护成本高[4]。

（2）在线型真空集便装置 该装置主要是能够在排污管路中实现真空，实现污物的抽吸和排放，有点在于结构较为简单，能源消耗少，且维护简便，成本低，但是在运行时有较大的噪音，影响旅客的休息。

（3）真空保持式集便装置 其能够在整个排污系统形成真空，排污效果良好，不会出现堵塞及结垢问题，减少了排污维护的工作量，但对于系统的气密性要求极高，能耗较好，由于密封性要求也会出现许多问题，需要投入大量的维护工作。

4 总结

高速动车组是现代极为先进的交通方式之一，其在各个方面均显示出较多的优越性，各个系统给的设计较为独特，其中给水卫生系统是十分重要的部分，其不仅能够为乘客及乘务人员提供良好的服务，也是体现高速动车组特点及服务水平的重要内容之一，需要更加重视其舒适性、方便性，并需要符合人机工程学的基本原理。本文仅从一般的角度分析了现代高速动车组给水卫生系统的主要设计内容，在实际的设计工作中，还需要设计人员全面掌握动车组的具体情况，包括车型、布局等，合理选择形式，制定出科学的设计方案，使得给水卫生系统能够提供更加优质的服务。

[1]付立艳,任刚,刘有.既有25型客车枕内集便器长距离排污管的研制及开发[J].中国高新技术企业,2014（01）：112-113.

[2]马志会,张国栋,熊剑春,欧阳立芝,崔婧美.高速动车组零排放给水卫生系统设计[J].中国新技术新产品,2014（13）：159-160.

[3]史义雄.铁路客车上水栓水力计算模型的建立与分析[J].铁道标准设计,2014,58（02）：121-125.

[4]崔婧美,李瑞淳.国外铁路车辆卫生间设计[J].科技创新与应用,2014（03）：13-14.