本文摘要：摘要：現(xiàn)如今，隨著我國的經(jīng)濟在快速的發(fā)展，社會在不斷的進步，我國的交通建設在不斷的完善，在動車組研發(fā)過程中，其給水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)得到不斷優(yōu)化。由于技術體系的差異，不同型號動車給水系統(tǒng)有所差別，但其設計的基本原理大致相同。但系統(tǒng)材質(zhì)的選擇，
摘要：現(xiàn)如今，隨著我國的經(jīng)濟在快速的發(fā)展，社會在不斷的進步，我國的交通建設在不斷的完善，在動車組研發(fā)過程中，其給水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)得到不斷優(yōu)化。由于技術體系的差異，不同型號動車給水系統(tǒng)有所差別，但其設計的基本原理大致相同。但系統(tǒng)材質(zhì)的選擇，對不同材質(zhì)對水質(zhì)產(chǎn)生的影響有必要進行研究。本文根據(jù)目前國內(nèi)研究現(xiàn)狀，基于相關文獻資料，綜述了動車組的給水系統(tǒng)設計的依據(jù)及要求，分析了水箱、管材、閥門、配件、密封件材質(zhì)對動車組飲用水的影響，提出了應結(jié)合動車運行實際需要分析研究的主要問題。
關鍵詞：動車組;管材;水質(zhì);設計
引言
我國在交通建設方面的投入極大，鐵路高速動車組則是其中極為重要的一部分，其在技術上經(jīng)歷了一系列的階段，包括引進技術引進階段、吸收技術階段、技術創(chuàng)新階段等，并最終實現(xiàn)自主研發(fā)設計。在高速動車組的各項設施中，給水衛(wèi)生系統(tǒng)是極為重要的一部分，其能主要職能是為旅客、乘務人員等提供飲用水、洗漱、衛(wèi)生等各項服務。由于其技術體系的區(qū)別，使得高速動車組的設計也不盡相同，但是基本特點在于拉低車輛重心，且輕量化各個部件。設計高速動車組給水衛(wèi)生系統(tǒng)的過程中，不僅需要達到其基本服務功能，也需要更加的人性化、標準化，更好的滿足人員的需求，提供優(yōu)質(zhì)的服務。
1動車組給水系統(tǒng)設計要求
1.1用水量需求
高速動車組在運營過程中主要的用水需求為旅客和司乘人員飲水、洗手用水、沖便用水。用水需求的計算數(shù)據(jù)如下：(1)廁所使用頻率：≤1次/4h/乘客;(2)便器沖洗耗水量Vb：≤0.5L/次;(3)乘客洗手頻率：≤1次/2h/乘客;(4)洗手水消耗量Vd：≤0.25L/次;(5)飲用水Ve：≤0.3L//1h/乘客(理論需求，從飲水裝置獲取);(6)洗漱用水消耗量：3L/乘客(2/3的旅客，超過8h或夜間運營的客車)。通過用水需求計算數(shù)據(jù)來看，運營時間(車輛水箱注水間隔時間)和定員是用水需求的主要參數(shù)。高速動車組的持續(xù)運營速度不小于250km/h，如按京滬線的距離(1320km)計算，單程運營時間約5h。全列16輛編組，總定員1026人，單車定員小于80人。單車的用水量需求按照定員80人，運營時間5h，安全系數(shù)按s=1.1計算，得出V單=242L。
整列動車組的用水量需求按照定員1026人，運營時間6h，安全系數(shù)按s=1.1計算，得出V總=2823L。通過計算可以看出，飲用水為主要用水需求。根據(jù)實際旅客調(diào)查結(jié)果，在約5h的旅程中約50%的旅客飲用飲水裝置的供水，每位旅客飲用水量0.5L;30%的旅客泡方便面食品，每次泡面用水約0.5L。單車的飲用水量需求：V=80×(50%+30%)×0.5≤32L。整列動車組的飲用水量需求：V=1026×(50%+30%)×0.5≤410.5L。通過理論需求計算，單車水箱容積不小于300L可滿足單程運營，根據(jù)實際飲用水的需求計算，單車容積不小于300L可滿足一個往返的運營。目前高速動車組采用容積160L、200L、300L、430L等類型的車上水箱。因此在車上空間許可的條件下，高速動車組推薦采用重力供水方式。高速動車組的餐車由于用水量無法按統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行計算，一般采用大容積的水箱，目前大容積水箱為600L、700L、1000L等類型的車下水箱，采用組合供水方式。從可靠性角度考慮，高速動車組大容積的車下水箱的供水方式推薦采用組合供水方式。
1.2水箱設計
在動車組系統(tǒng)的給水方式確定下來后，依據(jù)水箱和各需水支點在列車布局上的安置關系來設計水箱的布置接口和管道接口是水箱設計的重點程序。管道的接口確定是尤其需要關注的，它直接關系到管道的安置位置和功能。管道的接口基本分為入水的管道接口、給水的管道接口、出水的管道接口、排氣溢水的管道接口。給水管道的接口和出水管道的接口普遍布置于水箱的下側(cè)，以便清空水箱的余水，防止溫度低時水箱內(nèi)存水結(jié)冰產(chǎn)生危險。入水的管道接口和排氣溢水的管道接口的位置在水箱內(nèi)部的高處，如此能使得水注滿水箱，擴大水箱的使用效率，還可以防止注水時產(chǎn)生的壓力對水箱造成影響。在設計中通常使用重量輕的材質(zhì)設計來減少水箱的重量。
1.3集便系統(tǒng)設計
集便系統(tǒng)的主要構成部分包括便器、污物箱、排污裝置、控制系統(tǒng)等，高速動車組一般是使用真空集便裝置，其可靠性良好，且效果較好。根據(jù)布局及性質(zhì)的不同，可以將真空集便裝置分為幾個不同的類型，設計人員可以根據(jù)實際的條件合理選擇，具體情況如下：(1)緊湊型真空集便系統(tǒng)在該系統(tǒng)中，真空排污系統(tǒng)一般處于常壓條件，系統(tǒng)不需要有較高的密封性，其能夠在中間箱形成真空，所占空間小，能源消耗也較低。但是其也存在一定的缺陷，及其在運行的過程中會產(chǎn)生較大的壓降損失，容易造成排污管路結(jié)垢的問題，后期需要進行積極的除垢工作，維護成本高。
(2)在線型真空集便裝置該裝置主要是能夠在排污管路中實現(xiàn)真空，實現(xiàn)污物的抽吸和排放，有點在于結(jié)構較為簡單，能源消耗少，且維護簡便，成本低，但是在運行時有較大的噪音，影響旅客的休息。(3)真空保持式集便裝置其能夠在整個排污系統(tǒng)形成真空，排污效果良好，不會出現(xiàn)堵塞及結(jié)垢問題，減少了排污維護的工作量，但對于系統(tǒng)的氣密性要求極高，能耗較好，由于密封性要求也會出現(xiàn)許多問題，需要投入大量的維護工作。
1.4灰水零排放系統(tǒng)
動車組便器污物一般被收集到污物箱中統(tǒng)一處理，這部分污染程度較高的污物對線路基本無影響。而動車組上的灰水主要為乘客洗漱用水，其中含洗滌劑、化妝品等化學成分，對人體健康和環(huán)境都有一定程度的危害。臥鋪動車組給水衛(wèi)生系統(tǒng)遵循綠色環(huán)保的設計理念，采用灰水零排放系統(tǒng)，即衛(wèi)生間、洗面室、拖布池和電熱開水器面板的排水通過排污管路收集到車下污物箱內(nèi)，避免了排水對鐵路沿線環(huán)境造成污染，同時也避免了冬季列車高速運行時飛濺的排水對轉(zhuǎn)向架的不利影響。
衛(wèi)生間、洗面室的洗盆排水先進入各自的灰水箱，灰水箱滿后，氣動滑閥打開，水通過真空抽吸到車下污物箱內(nèi)。電熱開水器面板的水通過一個排水管路流到坐式衛(wèi)生間的灰水箱內(nèi)，當列車供氣和供電時，灰水箱滿后，氣動滑閥打開，水通過真空抽吸到車下污物箱內(nèi)。為了防止灰水箱排水閥故障，防止故障導致灰水箱向客室返水的事故發(fā)生，灰水箱需設置排氣溢流管延伸到車下，一旦灰水箱返水，可導流至車下，為整個系統(tǒng)增加安全保障。
2需要研究的問題
為保證給水系統(tǒng)水質(zhì)，建議進行以下問題研究：①不同水溫、不同存儲時間水箱材質(zhì)(不銹鋼、銅、PE)對水質(zhì)變化的影響，②管路材質(zhì)(不銹鋼、PE、鋁塑管)對水質(zhì)變化的影響，③水儲存時間對水質(zhì)變化的影響，④環(huán)境溫度對水質(zhì)變化的影響，⑤電熱水壺工作條件對水質(zhì)變化的影響，⑥現(xiàn)有衛(wèi)生保護措施、維護清潔措施對水質(zhì)變化的影響。
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結(jié)語
高速動車組是現(xiàn)代極為先進的交通方式之一，其在各個方面均顯示出較多的優(yōu)越性，各個系統(tǒng)給的設計較為獨特，其中給水衛(wèi)生系統(tǒng)是十分重要的部分，其不僅能夠為乘客及乘務人員提供良好的服務，也是體現(xiàn)高速動車組特點及服務水平的重要內(nèi)容之一，需要更加重視其舒適性、方便性，并需要符合人機工程學的基本原理。本文僅從一般的角度分析了現(xiàn)代高速動車組給水衛(wèi)生系統(tǒng)的主要設計內(nèi)容，在實際的設計工作中，還需要設計人員全面掌握動車組的具體情況，包括車型、布局等，合理選擇形式，制定出科學的設計方案，使得給水衛(wèi)生系統(tǒng)能夠提供更加優(yōu)質(zhì)的服務。
參考文獻
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作者：陳志恒強治政趙志敏王帥石超
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