关于高速动车组零排放给水卫生系统设计

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　　摘要：轨道交通对于各地区的发展来说具有非常重要的作用，随着我国经济的不断发展，对轨道交通业的发展也提高到了新的高度。这是基础建设中比较重要的一项内容，各地都在积极的响应和大力的发展，在诸多客运方式中，高速铁路动车组便是我国现时期比较主要的交通工具之一，高铁已成为人们日常出行主要的交通工具，为经济发展注入了新的活力，有效提高运输效率，提高了旅客的舒适性，其各项系统设计都融入了人性化特点，其中给水卫生系统便是本着这样的理念而设计的。本文对高速动车组设备内的给水卫生系统设计进行了分析，希望可以为相关设计人员的提供借鉴。
　　关键词：高速动车组;给水卫生系统;设计
　　我国对于轨道交通建设的投入力度非常大，其中高速铁路动车组便是轨道交通中非常重要的设备，经过一系列研究，实现自主设计和研发生产。在高速动车组内的每个设施当中，给水卫生系统是较关键的一部分，主要功能是可以为旅客和司乘人员提供卫生、洗漱和饮用水、涮洗等服务。因为使用功能和技术要求不同，各动车组对于这一系的设计也是各有不同，然最终的目的都是为了为旅客提供舒适、安全、可用、环境友好的旅客服务系统，并在轻量化、隔音降噪等方面适当提高，提高整车性能，保证所用部件轻量、可靠、舒适。在设计的时候，不但要实现最基本的服务功能，同时也需保证人性化特点，最大程度的满足用者需求，为乘客提供最高效的服务。
　　1.供水系统的设计
　　高速动车组在运行的时候，列车整体布局和系统的用水量和都会对供水方式产生影响，用水量关系着水箱容积的具体设定，可以确定水箱空间大小;给水卫生系统的整体布局设计对于水箱位置和空间的布置非常重要，决定着整个高速动车组系统的供水方式。通常情况下，常用的供水方式包含重力供水、组合供水和压力供水。1）重力供水。这种供水方式，将水箱安装在车顶，采用吊装、托梁安装等方式与车辆连接固定，具有结构简单、可靠性较好、箱体重量轻、检修维护方便等优点，系统的重心会由此变得较高，因此便要求水箱的容积不可以过大，且由于车顶部空间限制，箱体容积设计通常在300～500升之间;2）组合供水。这种供水方式是把主储水箱装在车下，同时在车顶安装一个中间过渡水箱，车下采用电动水泵为中间车顶水箱供水，车顶水箱通过重力的原理来提供用水服务。这一供水方式的主要优点是，所用车下水箱容积较大，可超过600升，同时会降低整个系统的重心，然而结构却非常复杂同样也是不具备充足的可靠性;3）压力供水。这种供水方式，主要是将储水箱安装在车下，主要优点是根据车下空间水箱容量会较大，通常都会超过600升，可以降低系统重心，然会使整个系统变得繁琐，同时也会降低可靠性。
　　2.排水系统的设计
　　高速动车组高速运行时，需保证车内外压力平衡，对气密性的要求非常高，在对排水系统进行设计的时候需思考的因素较多，包含进出隧道时车厢内因气压变化产生的废水反喷、噪音等现象，需在洗池排水管道安装压力保护设备，提升乘车舒适度。结合装置原理，可将其分成不同类型，但各类装置的优势也有所不同。1）废水收集设备。这一类型的设备其主要是通过真空集便的系统来完成污物抽吸。洗池下部安装废水暂存箱，如水位达到指定标准，其传感器便会有清空信号发出，把废水排到污物箱当中，由此完成废水的零排放，并且排水管道与车厢外处于分离状态;2）电磁型水封。主要是通过电磁阀来控制排水开关，如水位达到标准，电磁阀就会打开进行排水操作。如水量没有达到相应标准，就会一直处于关闭状态，使整个车的排水管道压力保证不变。如在无电情况下，电磁阀便会处于开启状态，防止因低温存放而形成冰冻，这一装置结构非常复杂，同时所需成本也会较高;3）重式型和虹吸型水封。利用封在排水管中液体高的高度差产生的压力，来抵消动车在高速运行期间的压力变化，结构通常都简单，并且成本较低，但易堵塞、长期使用产生腐蚀物等，在低温情况下会产生冰凍，维护起来会相对较困难。
　　3.集便系统的设计
　　集便系统是由污物箱、便器、控制系统和排污装置所组成，高速动车组通常都采用的是真空集便装置，这一类型的装置具有较好的安全性，且冲洗效果较佳。结合布局和性质，可把真空集便的装置划分成几类，设计人员可结合具体情况来选用。1）紧凑类真空集便装置。在高速动车组的给水卫生系统应用中，此类真空排污装置处在常压环境下，系统本身不需有太好的密封性，仅在中间箱当中产生真空，并且所占空间会非常小，对于能源的消耗也会很低。然而，这一类装置也存在一些不足之处，如其在运行期间会形成很大压降损失，较易使排污管道产生结垢情况，在后续的使用中需经常实施除垢工作，维护成本较高的;2）在线类真空集便系统，这一系统可以在排污管道中形成真空，可以完成污物的排放与抽吸，结构非常简单、能源损耗低、维护方便、成本投入少，然在运行过程中会产生很大噪音，影响乘客正常休息;3）真空保持式集便系统，这一系统可以在排污的整个系统中产生真空，排污效果好，不会产生堵塞和结垢的情况，后期维护也会较轻松，然而对系统气密性要求却较高，同时，耗气量较高，因为密封性的要求会导致很多问题出现，维护的投入会非常高。4）中转式真空集便系统，这一系统在便器阀门和污物箱的中转箱间产生真空，污物先排至中转箱内，中转箱内达到液位标准后利用正压排至储污箱内。排污能力较强，耗气量少，箱体结构简单，对气密性要求较低，但系统管路较为复杂，检修维护较困难。
　　4.结语
　　总体来说，高速动车组属于现时期非常先进的一种交通方式，在很多方面都呈现出很大的优势，在车厢内对于各系统的设计也非常独特，在此当中，给水卫生系统是列车非常主要的构成部分，这一系统不但可以为旅客或是司乘人员供应优质的服务，同时也可展示出高速动车组的服务水平及特点，为此需对其方便性和舒适性特别关注和重视，并同时在设计的时候需遵循人机工程学原理。以促进我国高速动车组的良好发展。
　　（作者单位：中车青岛四方机车车辆股份有限公司）
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