铁路客车电热开水器及其应用
火车客车车厢开水器节能系统
火车客车车厢开水器节能系统作者：贾荣陈超来源：《中国科技博览》2014年第33期[摘要]电热开水器在现实生活中得到了广泛的应用，是为了满足较多人员饮用开水的需求而设计的一种利用电能转化为热能生产开水的饮水设备，火车客车车厢里自然也少不了它。
但当水箱中水烧开后，若长时间无人取水，水温会逐渐回落，待水温回到设定值时，水箱中的水又会被重新加热至沸腾。
如此反复，不仅浪费电能，而且不利于人体健康。
本作品设计目的即是为了解决火车客车车厢内电热开水器在夜间使用量较小的时段浪费电能问题。
本作品以3个555定时器电路为核心，与电源电路、控制电路、驱动电路等共同组成的定时控制器。
电路中，3个NE555组成三个定时电路，联合构成时间的控制电路。
第一个NE555定时电路控制整电热水器正常工作状态下的时间长度。
在这个时间后，进入人流量较小的时间段，第二个NEE555定时电路开始工作。
第二个NEE555定时电路工作结束后，第三个NEE555定时电路又开始工作，如此一直反复循环，控制用电器插座的通电和断电时间，即控制电热开水器烧水和间歇的时间来达到节能目的。
间隔时间大小，可以通过调节三片定时电路时间常数RC确定。
此控制器与一般的电子闹钟的配合使用，即可实现控制电热开水器在不同时段实现不同加热频率的功能。
[关键词]火车客车车厢；电热开水器；节能；NE555定时电路。
中图分类号：F416.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）33-0029-01一、研制背景及意义电热开水器在火车客车内得到了广泛的应用。
电开水器也称电开水炉，是为了满足较多人员饮用开水的需求而设计的一种利用电能转化为热能生产开水的饮水设备。
现在的电热开水器一般具有工作功率大（通常额定功率为6KW以上），使用频率高的特点。
像火车上这种人流密集的场所，人们对开水的需求量很大，因此电热开水器的使用十分普遍。
而我的关注点是，当开水器水箱中热水烧开后，若长时间无人取水，水温会逐渐回落，待水温回到设定值时，水箱中的水又会被重新加热至沸腾。
铁路车辆电热开水器故障检修及日常维护
汽车维修与保养NO.0120218车时代AUTO TIME汽车发动机温度升高与否与二次空气喷射装置的正常工作有关，汽车发动机温度升高，汽车的排放控制系统也不能很好的过滤汽车尾气中的废气，所以EAIP （二次空气喷射装置）的检修也非常重要。
EAIP （二次空气喷射装置）的检修应该注意下面几个问题：（1）EAIP系统中的软管和空气歧管如果烧坏会导致废气泄露，所以要检查系统的电路连接以及真空软管是否正常。
（2）注意检查分流电磁阀、旁通电磁阀以及相应导线是否正常。
（3）EAIP （二次空气喷射装置）中系统中的皮带轮和滤清器应该保证完好，如果滤清器出现损坏或者皮带张力缺失应该及时更换。
（4）为了不影响空气流排出，应该对泄压阀位置进行检查。
2.3TWC （三元催化转换器）检修研究TWC （三元催化转换器）安装在汽车排气管的中部位置，其使用原理是利用转化器中的三元催化剂将发动机废气中的有害气体转化为无害气体。
TWC （三元催化转换器）的检修主要有以下三种方法：（1）真空测量法：真空测量仪可以对三元催化转化器实际转化效果进行检测。
三元催化转换由于结焦、烧熔或破损等原因造成陶瓷蜂窝载体孔道堵塞，会造成气流动阻力增大，实际流通面积减少，直至转化器失去转化效果。
真空测量仪在进行测量时，需要将其和进气歧管的真空口进行连接，然后启动发动机，让发动机从怠速运转提升到3000r/min 。
在发动地运转提升过程中，真空测量仪的读数应该在61.2kPa左右，当发动机已经升至3000r/min ，但是真空测量仪读数没有达到61.2kPa ，并且读数下降，说明三元催化转换器存在阻塞。
（2）三元催化转换器使用前后排气污染物含量对比法：三元催化转换器在发动机处于正常工作温度之下进行工作，对比其工作前的汽车排气污染物含量应该不一致，通过对排气污染物含量进行对比，可以看出三元催化转换器是否正常工作。
（3）怠速出入口温差法：预热发动机和三元催化转换器，之后在发动机怠速运转的情况下测量其入口和出口温度，对测量温度结果进行对比。
铁路客车电磁开水炉应用及故障处理方法王金李俐许东升
铁路客车电磁开水炉应用及故障处理方法王金李俐许东升发布时间：2023-07-16T06:11:32.609Z 来源：《科技新时代》2023年9期作者：王金李俐许东升[导读] 全自动电磁开水炉是为了适应铁路客车供水需要而研制的新一代供水设备，利用列车集中供电电源，采用先进的水电隔离高频逆变感应加热技术和非接触水位检测技术，取代了传统电开水炉中易失效的电热管和水位探针，且内外胆用不锈钢材质制成，生水和开水隔开，具有水电隔离，节能、热效率高、产水量稳定、结垢少的特点。
其技术含量较高，故障处理难度也较高，本文阐述了电磁开水炉原理、常见故障及相应的处理方法。
中车唐山机车车辆有限公司摘要：全自动电磁开水炉是为了适应铁路客车供水需要而研制的新一代供水设备，利用列车集中供电电源，采用先进的水电隔离高频逆变感应加热技术和非接触水位检测技术，取代了传统电开水炉中易失效的电热管和水位探针，且内外胆用不锈钢材质制成，生水和开水隔开，具有水电隔离，节能、热效率高、产水量稳定、结垢少的特点。
其技术含量较高，故障处理难度也较高，本文阐述了电磁开水炉原理、常见故障及相应的处理方法。
关键词：电磁开水炉原理故障处理方法一、全自动电磁开水炉工作原理1、电气控制原理开水炉电气主回路主要由漏电断路器、熔断器、整流桥逆变器和感应线圈等部件组成。
三相交流电源经漏电断路器，熔断器进入电控箱，再经三相整流桥变成500伏左右直流电，由lGBT功率管组成的全桥逆变器把直流电转变成25KHZ左右的高频交流电，供给感应线圈在产水腔体中产生涡流并使之发热，将水烧开。
变压器输入AC380V，输出一路AC220V给进水电磁阀使用，输出另一路AC16.5V供给LM7815，通过LM7815输出电源给控制板使用。
开水炉控制电路主要由8位单片微处理器及外围数字电路、 脉冲驱动电路、水位传感器、温度传感器、稳压电源、指示灯、继电器及控制进水的电磁阀等部分组成，在微处理器的程序作用下，能根据产水箱水位的变化，控制电磁阀的开/关，逆变器的启/停，进行断水保护，缺水自动进水，水位显示等功能。
铁路客车电热开水器及其应用
铁路客车电热开水器及其应用作者 岳文志内容提要:本文叙述了铁路客车电热开水器原理、功能、结构及其应用，重点介绍了电热开水器在铁路客车上的设计应用，对铁路客车电热开水器的应用设计和学习了解将有积极的帮助。
※ ※ ※1概述电热开水器是客车设计的重要组成部分，是旅客旅途生活必不可少的基本条件之一，也是旅客列车人性化服务的重要方面。
随着铁路客车的发展，对电热开水器的设计要求不断提高，要求系统合理、结构可靠、功能合理、使用维修方便。
下面就电热开水器的设计步骤、原理、性能、结构、安装进行重点介绍。
2设计步骤2．1设计依据2．1．1《技术规范》对给水系统的有关规定；2．1．2总体设计、技术要求；2．1．3相关技术标准的规定；2．1．4同类车辆电热开水器设计。
2．2 设计定位（设计方案确定）供水方式确定（敞开式还是嵌入式）；供电制式确定（DC600V还是AC380V）；进、排水位置确定（考虑车上水箱给水和电开水器的排水接口位置等）；安装固定方式（直接固定还是通过安装座过渡固定）；其它要求确定（防水、密封、技术要求等）。
2．3提出联系书由于电热开水器涉及范围广，对车体、车电等相关部分的设计关系均应全部确定并按要求提出联系书（包括结构要求、强度要求、电气接口、安装要求等）。
2．4完成设计（对于常规客车要特别注意以往曾出现的的问题是否已经整改）。
3工作原理3．1电热开水器系统工作原理电热开水器系统工作原理是车上水箱的冷水经过磁化器、过滤器通过电磁阀进入开水器的烧水箱，冷水经过烧水箱的加热沸腾翻到储水箱，再由储水箱向接水面板和乘务员接水阀提供热水，当储水箱的热水用到一定程度的时候电磁阀自动打开对烧水箱进行补水动作以保证热水的供应。
当烧水箱无水时，电热开水器自动断电实现缺水保护。
一个完整的工作过程为：进水→过滤→加热→沸腾翻水→用水→补水→控制（缺水保护）→排水。
系统工作原理图见图1。
图1 电开水器系统工作原理图3．2电热开水器电气控制原理DC600V(DC110V)电气控制原理图见图2，AC380V(AC220V) )电气控制原理图见图3,AC380V(DC110V) )电气控制原理图见图4。
铁道客车用电热开水器存在的问题及改进措施
２ 改 进 措 施
２ １ 减 小 水 垢 附 着 力 ．
记忆合金 阀是 利 用 Ｎ— 或 Ｃ — ｎＡ１ 状记 忆合 ｉ Ｔｉ ｕＺ － 形
对 开水 器 内胆采 用 电解 抛 光 处 理 ， 低 不 锈钢 材 降 料 （Ｃ ｌ ＮｉＴ ） 表 面 附 着 力 ， 小 加 热 腔 、 水 腔 １ ｒ ８ ９ ｉ的 减 储 内壁结 垢 的可能 性 。 同时 ， 于 内胆 的 内表 面 光 滑且 由 界 面分 明 ， 上 去的水垢 也 比较 容 易分 离清 除 。 结 由于 电解 抛 光对 元 素 的 选择 性 溶 出 ， 得 表 面生 使
为 了 防止 开 水 器 内 胆 冻 裂 ， 增 设 自动排 水 阀 。 可
自动排 水 的判 断依 据是 温度 ， 可能 结冰 的情 况下 ， 在 通
过温 度 记忆合 金 自动 阀 自动排水 。
够， 致使 其 表面 的水垢 附 着力 极 强 ； 另外 ， 垢 的硬 度 水
很高 ， 清除 困难 。
控 辅 助 部分 加热 ， 阀体 的温 度 升高 ， 使 感温 器 件变 形 ，
・ ・ ４ ７
维普资讯
运 用 检 修
文 章 螭 号 ：０ ２７０ （０ ７ １－０ ２０ ｌ ｏ —６ ２ ２ ０ ）２０ ４—２
铁道车 第４ 卷第ｌ期ｚＱ哗 １月 辆 ５ ２ ｏ ２
多年来电热成等电势表面从而减轻或消除电化学腐蚀具有比机开水器在产品质量自动化程度和使用寿命等方面均械抛光更平滑的微观表面和更高的反射率不易结水有了较大的提高但由于开水器的型号繁多维修性垢同时使松散的水垢不易附着壁板易清洗
维普资讯
运 用 检 修
铁路客车电采暖设计技术
铁路客车电采暖设计技术作者 刘玉弟内容提要:本文叙述了铁路客车电采暖装置的功能、结构及其应用，重点介绍了客车电采暖装置的设计要求和设计方法，对客车电采暖装置的设计和学习了解将有积极的帮助。
※ ※ ※1概述铁路客车采暖装置是当冬季车外温度较低时,为使车内达到标准规定的温度值以保证旅客舒适度而设计的一种加热装置。
采暖有多种形式，包括温水采暖、空调采暖和电采暖等。
温水采暖主要用于早期22型客车及25B型客车中,其工作原理为由锅炉(燃煤或燃油)将水加热，然后通过被加热的水经由散热器与冷空气交换达到采暖的目的, 此种采暖方式结构较为复杂，安装困难.而后随着铁路客车向电气化方向发展,在25G型车中温水采暖方式逐渐取消，而被空调采暖和电采暖装置所替代。
电热采暖装置与空气调节装置实行正连锁，分强、弱两档采暖。
当空气调节装置冬季取暖不足时，在客车内部采用电加热器加热来补偿车体的热损耗，使车内保持在标准规定的温度.电加热器是通过电热元件将电能转化为热能，然后通过热辐射和车内空气自然流通将热能传播出去。
电采暖装置结构简单，设计灵活，安装维修方便。
下面就电采暖装置的设计步骤、电热器布置及电热器结构与安装进行重点介绍。
2设计步骤2．1设计依据2．1．1《技术规范》对电采暖装置的有关规定。
2．1．2总体设计、技术要求。
2．1．3相关技术标准的规定。
2．1．4同类车辆电采暖装置设计。
2．2 设计定位（设计方案确定）2.2.1 电加热器结构形式确定根据总体设计要求确定电热器采用板式还是管式，单元式还是嵌入式。
2.2.2 电加热器功率确定按照相关技术标准的规定计算出全车所需总功率，必要时还需计算包间所需功率。
2.2.3 电加热器布置确定此部分是电采暖装置设计的关键部分，根据计算出的功率对全车进行电热器布置，此时要考虑到散热均匀、安装维修方便以及整体美观性。
其次电加热器布置须考虑电气系统的三相平衡，特别是三相三线制供电系统，电加热器设计时其电加热器的数量应是3的倍数。
客车采暖装置(客车空调装置)
电热管表面温度均匀、热量稳定、结构紧凑、 控制方便。
图2 不锈钢绕片电热管
一、电热采暖装置
2.电预热器
电预热器由电热元件和框架组成，在 使用时与通风机实现电气联锁，与制 冷机实现电气互锁。
电热元件一般分成两组，通过空 调温度控制器根据室内空气温度 自动控制一组工作、两组工作或 停止工作。与电预热器相连接部 分的风道，应采用耐热保温材料。
图5 电热板结构 1-散热翅片；2-发热板
一、电热采暖装置
当电热板出现表中情况时，需要及时更换。
序号 1 2
3 4
故障情况
电热板绝缘值下降超过标准
电热板通电不发热或发热小， 不符合要求。
电热板表面发红，温度过高， 不符合要求
通电后电热板有闪络等现象发 生
处理意见 更换 更换
更换 更换
一、电热采暖装置
4.加湿器
冬季，如果室外空气经电加热器加热后直接送入车内，室内空气湿度不能满足舒适性的要求。需对空 气进行加湿，提高车内空气的相对湿度。将蒸汽直接与空气混合的方法是最简便的，因此电极式加湿 器应用较为广泛。
在金属或耐裂陶瓷做成的圆筒外壳中，盛有一定高度的水， 将三根不锈钢棒插入其中作为电极，与三相电源连接。
（a）预热器结构；（b）保护电路。 1—框架；2—熔断器；
3—饶片式电热元件；4—温度继电器
一、电热采暖装置
3.电加热器
电加热器是地面加热器的一种，用以补偿车体 的热损失。
该装置也分成两组，与通风机联锁而与制 冷机互锁，工作时通过温度控制器实现自 动控制，使电加热器一组工作、两组工作 或停止工作。
一、电热采暖装置
2.电预热器
图3 电预热器
为了防止电预热器在缺风时工作而导致 表面温度过高，特设有两道缺风保险：
客车取暖锅炉、茶炉结构及使用手册
第一章工作原理及主要构造操作独立温水采暖锅炉，必须熟知工作原理和主要部件作用；必须正确掌握安全操作标准和技能,下面以22型车体锅炉为例进行介绍说明。
一、工作原理为保证旅客在冬季乘车时，防寒取暖不受冻，在旅客车厢“乘务员室”对面的一端设置安装了以煤炭为燃料的取暖锅炉设备。
它是通过对炉体内的水不断加热，促使锅炉与车厢暖管里的热水不断地循环而在车厢里释放热量使车厢内的温度经常保持在16℃—20℃（不低于16℃）达到为旅客取暖的目的。
它在运行中不受机车类型限制，车辆在单独停放时，可以独立取暖。
二、主要部件及其作用（一）锅炉室锅炉室位于两车厢连接处。
室内应当放置煤铲、火钩、摇炉齿或摇炉棒。
除此之外不准堆放煤炭、木柴、扫把、拖把、衣物、垃圾、油棉丝等其他杂物。
锅炉管理应做到：水满、火好、炉间净，温度事宜，设备工具齐全，离人加锁。
（二）炉体结构主要包括锅炉主体、炉门、灰箱门、水位表、温度表、手摇水泵、备用水箱及配套的管路、阀门等。
1.备用水箱备用水箱也称三角水箱、补助水箱，外形呈三角形或圆柱形，设置在炉体左侧，它和锅炉通过一根横水管相联结，中部有一开关阀，用时开，不用时关。
它的作用是当贮水箱没水，而锅炉需要补水时可把邻车的水提来注入备用水箱，开阀后经过手摇水泵人工压入锅炉内，达到补水的目的。
2.手摇水泵在炉体中上部设置的人工手摇式的水泵。
它由泵体、手摇杆、进出水管、开关阀门组成。
（有立式，卧式两类水泵）它的作用：一是将贮水箱或备用水箱内的水通过人工前后摇动手摇杆，传动泵体活塞压入炉体进行补水。
二是当车厢暖管的热水循环不畅，出现暖管不热的时候，关闭补水各阀门，打开通过暖管的阀门。
人工前后摇动手摇杆，传动泵体活塞将暖管的水快速压入锅炉内加热，起到强迫循环的目的。
3.水位表水位表里的红色指针为满水定位指针，黑色指针为实际水位指针。
水柱表玻璃管的红色刻度为满水定位线，水柱高为实际水位。
它的作用是供操作人员观察判断锅炉存水量是满水还是缺水甚至无水，以便及时采取补水措施。
铁路客车供水系统简介
三、常见故障及排除
► 冷热水阀、电热水器、洗衣机有时会发生漏水或失 灵等故障，修理时需将管路前置阀门关闭后进行修理。 ► 水箱、供水管路防寒电热不起作用时，应重点查找 电线连接点是否松动或过载保护元件发生故障，可以 从新紧固连接点和检修保护元件。如确系电热元件故 障，需由制造厂家进行处理。
► 水箱清扫口法兰处泄漏时，应及时更换橡胶法兰垫。 ► 供水管路中活接头泄漏时，若材料母体由于砂眼或 裂口造成应更换配件；如密封垫处产生的泄漏应及日常维护与保养
► 平时各阀开闭的正常状态应根据给水系统使用说明 书要求放置。 ► 带有电热的注水口，每年冬季使用前应先检查电热 绝缘是否可靠。即冷热态绝缘值分别应≥5MΩ≥2MΩ。
► 车辆停运期间，特别在冬季，应将所有存水排净， 以免锈蚀或冻坏给水装置。可根据给水系统使用说明 书的要求将有关阀打开或者关闭。排完水后将各阀恢 复正常位置。
供水系统
一、 简介
该车给水装置能保证乘客旅途生活的舒适和方 便，是旅客和工作人员在饮食、卫生方面不可缺少 的重要装置。该给水装置具有的功能有：供冷水、 供温水、冲便用水、清洗用水、炊饮用水、取暖用 水、上水、补水、排水、验水。
该给水装置设四只水箱，分别利用吊梁及螺栓将 水箱安装在一位端平顶上方，水箱采用不锈钢板 制作，总容量为1300Kg，为防止水箱与管路结冻， 水箱与管路缠绕伴热线。水箱与水箱之间由Dg40 和Dg20不锈钢管连接。设注水管两根，各设于一、 二位角下部。为观察水箱存水情况，设一液位显 示仪，液位探头装在水箱Ⅰ上。 详见如下给水装置示意图。
► 液位显示仪是平时反映水箱内当前满水、缺水或无 水情况的，为了判断液位显示仪是否显示正常，可根 据水箱满水或无水两个临界状态验证液位显示仪是否 正好处于4/4和无水格。
火车客车车厢开水器节能系统
明显的时间上分布不均匀的问题。 以卧铺车厢为例， 车厢 内的开水器一般情况
下一 天２ ４ 小 时不 间断 运行 。 每 当午餐 、 晚餐 时 间 ， 开 水器 使用 量非 常大 ， 此 时其
生产 的开 水 刚好能 满足 旅客 们的需 要 。 但 当晚上 ｌ １ 点过 后 ， 电热开水 器几 乎无 人使 用 ， 偶 尔 会有起 夜的旅 客使用 ， 电热开 水器大 都处 于不 问断的加 热— 沸 腾一
文 章编 号 ： １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ４ ） ３ ３ — ０ ０ ２ ９ — ０ １
一
．
研制背景及意义
本 设计 以５ ５ ５ 定时器 为核 心 ， 与 电源 电路 、 控 制 电路 ， 驱 动 电路等 共 同组 成 的一个 可用于控 制 电热开水器 的定 时控制器 。 电子电路工 作时都 需要直流 电源
逐渐回落 ， 待水温回到设定值 时， 水箱 中的水又会被重新加热至沸腾。 如此反
复， 不 仅原开 水箱 中剩余 的开水 被重复 加热 易形成 了医学 上称为 的 “ 亚硝酸 盐 等对人体 有 害的物质 ， 长期饮 用此水 、 不 利于人们 的身 体健康 ， 而 且会浪 费大量方面 还可 以做 一 些改进 。 要 想解 决上述 问题 ， 必须要 兼顾 考虑 节能 和使 用人性 化两 个方 面 。 造成 这 两个 问题 没 办法兼 顾的 主要 原 因是火车 上虽 然人流量 较大 ， 但使 用开水 器却 有
提供能量 ， 电池 因使 用费 用高 ， 一般只 用于低功 耗便携 式的仪 器设备 中 。 所 以这
电热 开水器 在火 车客 车 内得到 了广 泛的应 用 。 电开 水器 也称 电开水 炉 ， 是 为 了满足 较 多人员 饮用 开水 的需 求而设 计 的一种 利 用 电能转化 为热 能生 产开 水 的饮水 设备 。 现在 的 电热开水 器一 般具 有工 作功率 大（ 通 常额 定功 率为 ６ ＫＷ 以上） ， 使用频 率 高的 特点 。 像 火车 上 这种人 流 密集 的场 所 ， 人们 对 开水 的需 求
中低速客车电热开水器防干烧功能分析
中低速客车电热开水器防干烧功能分析摘要：电热开水器是中低速客车的重要设备，本文通过对电热开水器工作原理简述，分别对电阻式电热开水器和电磁式电热开水器防干烧功能展开分析，并针对这两种电热开水器防干烧功能存在的缺点，提出了相应的改进措施。
关键词：电阻式电热开水器；电磁式电热开水器；防干烧功能；接触器；压力温度控制器引言随着铁路客车的快速发展，客车运行安全问题越来越受到各界的高度关注。
电热开水器作为中低速客车的重要设备，不仅关系到全部旅客的饮水、吃饭等重大问题[1]，还与列车的行车安全息息相关。
电热开水器防干烧功能是所有铁路客车电热开水器必须具备的基本功能之一，干烧故障会导致电加热管、防干烧热敏元件、控制模块及进水管单向阀等的损坏，更有甚者可能会引发电气火灾，严重影响列车的行车安全。
因此，电热开水器防干烧功能是否正常必须给予高度关注。
1 电热开水器工作原理简述中低速客车电热开水器主要有电阻加热式电热开水器和电磁加热式电热开水器两种，均采用沸腾翻水式原理进行烧水，工作原理图如图1所示。
电磁阀通电后，冷水经过滤器、电磁阀、控制箱冷却方管进入产水箱，当达到产水箱上水位时电磁阀关闭，停止进水并开始加热，水沸腾后从喇叭管上端跃出，进入储水箱，使产水箱水位下降，当降至产水箱中水位时电磁阀打开补水，至上水位时停止补水。
当储水箱内热水水位升至上水位时，停止加热，自动进入保温状态。
当取用热水使储水箱内热水水位降至下水位时，再次开始加热。
如此即可连续不断地供应开水[2]。
通过上述分析可知，电阻式电热开水器仅有一级防干烧保护，如果接触器粘连，电热开水器干烧故障将不可避免，因此，电阻式电热开水器增加二级防干烧保护将会更加安全、可靠。
2.2 电磁式电热开水器防干烧功能分析电磁式电热开水器加热腔内壁上设置有压力温度控制器，当水位传感器失灵或发生器件损坏等突发情况导致产水箱内缺水、甚至无水时，这时加热腔内壁在电磁感应线圈作用下迅速升温，当加热腔内部的温度超过150℃时，安装在加热腔内壁上的温度控制器感应到温度上升，防干烧保护电路导通，控制箱面板上防干烧保险丝熔断，电热开水器停止加热。
动车组电热开水器结构功能分析
动车组电热开水器结构功能分析摘要：文章主要介绍了动车组电热开水器的结构、工作原理、主要功能及优化改进项点，对电热开水器的检修维护具有指导意义。
关键词：电热开水器；电磁式；防干烧1 背景介绍近年来，随着人们对饮用热水水质的安全需求逐渐加大，为了适应高速铁路车辆供水需要而研制的电热开水器，利用电磁感应加热原理产生饮用开水，水质干净卫生符合国家标准，能供旅客直接饮用。
2 结构和工作原理2.1 主要结构电热开水器采用一体式结构，主要包括壳体、管路系统、电气系统三大部分。
壳体采用不锈钢板制作，包括检修门、壳体左右侧边、隔水箱、用于固定电器箱水箱管路加强筋等部分组成。
检修门包括上、下两个检修门组成。
用平面锁对检修门进行开闭，平面锁与柜门采用锁紧固定，可拆卸更换。
检修门与箱体接触面安装密封条，降低检修门关闭时与箱体碰撞声以及车辆运行过程中产生振动噪音。
管路由进水管路组成、出水管路组成、冷凝管路组成、排水管路组成等组成。
电气分主回路和控制回路：主回路三相三线交流电源经过漏电保护断路器、电源滤波器进入电控箱，经三相整流桥整流成直流电，由全桥逆变器把直流电转变成高频交流电，供给加热线圈，加热线圈在加热腔中产生涡流并使之发热，将水烧开。
控制回路在单片机的程序作用下，能根据水箱水位的变化，控制电磁阀的开/关，逆变器的启/停，进行缺水保护、自动进水、加热、故障指示等功能。
2.2 工作原理电磁感应式电热开水器是一种利用电磁感应原理将电能转换为热能的设备。
在保证供水、供电的条件下，水箱通过供水管路给电热开水器不间断供水，非饮用水从电热开水器的供水口经过进水电磁阀、电控箱冷却器、单向阀、净水器进入产水箱，由产水箱的加热元件给非饮用水进行加热、消毒。
水沸腾后部分开水由产水箱翻入储水箱，使水位下降，当降至产水箱中水位时进水电磁阀打开补水，至上水位时停止补水。
当储水箱内开水水位升至上水位时，停止加热，自动进入保温状态。
当取用开水使储水箱内开水水位降至下水位时，再次开始加热。
时速160公里动力集中动车组项目电磁式电热开水器研究
时速160公里动力集中动车组项目电磁式电热开水器研究摘要：电磁式电热开水器采用先进的水电隔离高频逆变感应加热技术和非接触水位检测技术，具有安全节能、维护周期长的特点。
本文主要介绍了电磁式电热开水器的工作原理，并对电磁式电热开水器的防干烧工作原理进行分析，在原有防干烧保护功能的基础上，研究并提出了一种新的防干烧保护方案。
关键词：电磁式电热开水器防干烧保护温度传感器1 概述时速160公里动力集中动车组作为旅客出行的重要交通工具，具有运营交路跨度大、持续运营时间长等特点。
电热开水器是为旅客提供饮用水的专用设备，随着人们对旅途舒适度的追求，电热开水器系统稳定性和可靠性也应具有更高的要求。
鉴于动车组运行过程中电热开水器曾经出现过干烧故障，时速160公里动力集中动车组电热开水器防干烧功能也应引起高度关注。
本文通过对电磁式电热开水器组成及工作原理分析，重点针对防干烧功能进行研究，并提出了一种新的防干烧保护方案，以彻底杜绝干烧的发生，保证列车运行安全。
2 电磁式电热开水器组成时速160公里动力集中动车组电磁式电热开水器具有结构简单、实用性强，维护保养方便等特点。
2.1 组成时速160公里动力集中动车组电磁式电热开水器主要由两大部件组成，分别为电气部件和结构部件。
电气部件包括：接线端子、空气开关、电控箱、电磁阀、产水箱水位传感器、储水箱水位传感器、加线线圈、温控器等。
结构部件包括：壳体、排水阀、产水箱、储水箱、加热腔、蒸汽冷凝器、积水盘、排气管、排水管、调节脚等。
电磁式电热开水器内部组成如图1所示。
图1 电磁式电热开水器内部组成图2.2 主要组成部件功能设置2.2.1 水箱部件电磁式电热开水器水箱部件主要包括产水箱、储水箱和加热腔。
产水箱用于存放生水，与加热腔相连。
加热腔中装入加热线圈，在交变电场作用下，产生磁场，从而产生涡流。
加热线圈是开水产生的直接热源。
储水箱用于存放开水，外接水位传感器，采集水位信号，用于控制电磁式电热开水器加热状态。
Q-XK 03-2009 铁道客车电取暖器
Q/XK 武汉新创芯科技有限责任公司企业标准Q/XK 03-2009铁道客车电取暖器2009-07-01发布2009-07-08实施武汉新创芯科技有限责任公司发布Q/XK 03－2009前言本标准参照中华人民共和国铁道行业标准(TB/T 2704—2005) 文件中的指定的标准草案《铁道客车电取暖器》，起草本公司企业标准。
本标准由武汉新创芯科技有限责任公司提出并起草。
本标准起草人：詹显中、余利、李波Q/XK 03－2009铁道客车电取暖器1 范围本标准规定了铁道客车用电取暖器的使用条件、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输、贮存等。
本标准适用于铁道客车、机车和动车组用电取暖器的设计、制造、检查与验收。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB／T 191 包装储运图示标志GB／T 2423.4—1993 电工电子产品基本环境试验规程试验Db：交变湿热试验方法(eqv IEC68-2-30：1980)GB／T 2423.38—1990 电工电子产品基本环境试验规程试验R：水试验方法TB/T2704─2005 铁道客车电取暖器TB／T 3058—2002 铁路应用机车车辆设备冲击和振动试验(idt IEC 61373：1999) 3结构形式与型号标记3.1结构形式电取暖器分板式和管式两种结构形式。
主要由电热板(或电热管)、底板、面罩与电源接线盒等组成。
3.2型号标记标记示例：工作电压AC 220 V、功率450 W、面罩长480 mm、面罩高300 mm、右出线的板式电取暖器，型号标记为：DR45—48×30Y工作电压DC 600V、功率400W、面罩长500mm、面罩高300 mm、左出线的管式电取暖器，型号标记为：DRG40—50×30ZD4使用条件4.1 环境温度为-40℃～40℃。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
铁路客车电热开水器及其应用作者 岳文志内容提要:本文叙述了铁路客车电热开水器原理、功能、结构及其应用，重点介绍了电热开水器在铁路客车上的设计应用，对铁路客车电热开水器的应用设计和学习了解将有积极的帮助。
※ ※ ※1概述电热开水器是客车设计的重要组成部分，是旅客旅途生活必不可少的基本条件之一，也是旅客列车人性化服务的重要方面。
随着铁路客车的发展，对电热开水器的设计要求不断提高，要求系统合理、结构可靠、功能合理、使用维修方便。
下面就电热开水器的设计步骤、原理、性能、结构、安装进行重点介绍。
2设计步骤2．1设计依据2．1．1《技术规范》对给水系统的有关规定；2．1．2总体设计、技术要求；2．1．3相关技术标准的规定；2．1．4同类车辆电热开水器设计。
2．2 设计定位（设计方案确定）供水方式确定（敞开式还是嵌入式）；供电制式确定（DC600V还是AC380V）；进、排水位置确定（考虑车上水箱给水和电开水器的排水接口位置等）；安装固定方式（直接固定还是通过安装座过渡固定）；其它要求确定（防水、密封、技术要求等）。
2．3提出联系书由于电热开水器涉及范围广，对车体、车电等相关部分的设计关系均应全部确定并按要求提出联系书（包括结构要求、强度要求、电气接口、安装要求等）。
2．4完成设计（对于常规客车要特别注意以往曾出现的的问题是否已经整改）。
3工作原理3．1电热开水器系统工作原理电热开水器系统工作原理是车上水箱的冷水经过磁化器、过滤器通过电磁阀进入开水器的烧水箱，冷水经过烧水箱的加热沸腾翻到储水箱，再由储水箱向接水面板和乘务员接水阀提供热水，当储水箱的热水用到一定程度的时候电磁阀自动打开对烧水箱进行补水动作以保证热水的供应。
当烧水箱无水时，电热开水器自动断电实现缺水保护。
一个完整的工作过程为：进水→过滤→加热→沸腾翻水→用水→补水→控制（缺水保护）→排水。
系统工作原理图见图1。
图1 电开水器系统工作原理图3．2电热开水器电气控制原理DC600V(DC110V)电气控制原理图见图2，AC380V(AC220V) )电气控制原理图见图3,AC380V(DC110V) )电气控制原理图见图4。
图2 DC600V（DC110V）电制电开水器电气原理图图3 AC380V（AC220V）电制电开水器电气原理图图4 AC380V（DC110V）电制电开水器电气原理图4 容量设计电热开水器容量设计主要考虑以下几个方面的因素：客车的定员和开水器的功率及用途。
不同的车种有不同的定员，电热开水器的用途也不一样的。
电热开水器的容量要能保证整车旅客首次饮水的供给并能保证在较短的时间内热水的持续供给。
对于25G/T型客车，初期设计的电开水器，其容量也经过了不断的试用和改进，才逐步趋于定型，且经过多年生产和运用，常规客车所配备的电开水器的容量基本可满足旅客列车的需要，被铁道部确定为常规客车的定型产品。
对于非常规客车其电热开水器的设置一般情况下可比照常规客车进行选用，但对于新研制且使用条件有特殊变化的客车，应根据其要求重新进行设计或研制。
5性能参数电热开水器的主要性能的核心指标是额定电压、额定功率、开水储量、每小时产水量，电热开水器所设置的铭牌上至少应具有这四项指标。
电热开水器性能参数见表1。
表1 电热开水器性能参数项目交流电源开水器 直流电源开水器发电车供电 DC600V逆变供电 DC600V直接供电控制电路额定电压V 1AC220，50Hz DC110 DC110 控制电路电压允许波动值V 1AC198～242，50Hz DC77～137.5 DC77～137.5 主电路额定电压V 3N AC380/220，50Hz3AC380（未计入<10%的谐波含量），50Hz DC600 主电路电压允许波动值V AC342～418/198～242AC342～418 DC500～660 额定功率kW 4.5 4.5 4.5产开水量（冷水温度≥18℃）L/h ≥40 ≥40 ≥40 出水水温℃ ≥95储水腔容积L ≥18降温速度℃/h ≤56 材料要求电热开水器壳体采用不锈钢材质，厚度不小于1.2mm。
采用高分子保温材料保证降温速率。
电热开水器内胆采用不锈钢材质（1Cr18Ni9Ti或不低于其性能的材质）。
电阻加热器和电磁加热器均采用不锈钢材质。
接水面板采用不锈钢板冲压成型。
钢管和软管都采用不锈钢材质保证饮水的卫生。
7 结构组成电热开水器按功能可以分成以下几部分：控制箱：在开水器顶部是开水器的控制中心，内有空气断路器、控制板、接触器等电器元件。
烧水箱：内置电阻加热器或电磁加热器来加热冷水的箱体。
储水箱：用于存放烧水箱加热沸腾出开水的箱体。
过滤器：过滤器在开水器外部是使进入开水器内的水保持清洁。
对水源较差的地区使用时，应经常清除污物，否则将影响进水。
电磁阀：电磁阀在开水器上部，是开水器的关键部件，它的好坏将直接影响到开水器的性能，在正常情况下，电磁阀将自动地关闭和开通进水水路。
水位探头：本开水器在烧水箱上部设有三个水位探头感知烧水箱水位变化，从而进行缺水报警、电磁阀进水控制；在开水储水箱上部设有两个水位探头感知开水储水箱水位变化，从而进行满水保护。
电热开水器按结构可以分成以下几部分：控制箱、开水器壳体、接水面板、标牌。
电热开水器结构示意图见图5所示。
图5 电热开水器结构示意图电热开水器必须设置铭牌，其铭牌应具有以下内容：产品型号、额定电压、控制电压、额定功率、储水量、产水量、重量、出厂日期、出厂编号等。
8电热开水器形式及安装8.1电热开水器形式常用电热开水器的形式根据安装方式的不同，有开敞式和嵌入式两种，两种形式其基本原理和主机部分是一致的，仅外部结构因供水方式和安装方式不同而有所差异。
8.2电热开水器安装方式开敞式：在客车上单独设一个开敞式小间用来安装电热开水器，这样虽然对维修、防水、接水有一定的好处，但由于敞开，影响车内整体美观性，且乘客能够直接接触到电热开水器，有不安全的因素。
这种方式在前期25型客车应用较多，目前在某些车辆如邮政车等，应用户要求，仍在继续采用。
因目前在常规客车上应用较少，其安装方式本文不作详细介绍。
嵌入式：随着客车内装设计要求的提高，2004年以后所生产的25G/T型客车电热开水器均采用嵌入方式，这也是铁路客车的统型方式。
所谓嵌入式，就是把电热开水器安装在一个的柜子内，仅接水部分暴露在外部，即在柜子的面板上开孔安装接水盘（接水盘至地板布面的高度应符合相关规定），同时柜子的设计必须充分考虑电开水器的可维修性，方便电热水器的整体进出和维修。
电热开水器的安装方式示意图见附图6。
图6 电热开水器安装方式示意图8.3电气接口电热开水器按电制来分可以分为：主回路AC380V三相四线,控制回路AC220V；主回路DC600V，控制回路DC110V; 主回路AC380V三相三线,控制回路DC110V三种。
当采用控制回路为AC220V时，电热开水器控制箱上开一个进线孔即可，因为这个控制电压是从AC380V分出的一相作为控制电压的。
当控制回路为DC110V时，电热开水器控制箱上开两个进线孔，因为这个控制电压是单独的，为了避免相互影响所以分两路进入电热开水器。
控制箱顶上为主回路及控制回路开进线孔并配好接头（铝合金接头或者尼龙软管接头）。
近几年我们现在所生产的25G型车采用AC380V(220V)和AC380V(DC110V)两种电制，其中使用较多的是AC380V(DC110V)。
25T型车采用DC600V(DC110V)电制。
8.4机械接口8.4.1主机接口在电热开水器的侧面设置两个R1/2的管座，一个进冷水，一个出热水,下部设置Dg20排水排气金属软管,在25G/T型车客车上电热开水器主机接口关系是一致的。
8.4.2安装关系托水盘设置：电热开水器安装的底面要设置不锈钢材质的托水盘，使接水盘滴水通过接水盘排出车外，托水盘与四周间壁之间应采取密封措施（压条、密封胶等），防止水溅到间壁流到地板上。
主机安装：主机部分的背面通过安装座直接与间壁连接，要确保安装牢固，在车辆运行过程中不得产生任何晃动。
背面和间壁之间需保持一定的间隔距离，防止热量的传递。
排水设置：电热开水器应设置排水管，规格为Dg20，开水器工作时向车外排气，在停止工作时向车外排尽余水，非高寒车车外设置橡胶排水套或者不锈钢排水套，高寒车设置电热排水套。
接地要求：电热开水器外壳应设有接地不锈钢螺栓（﹥M5）,并保证可靠接地。
9型号标记按照TB/T2839-2003 《铁道客车用电热开水器》中的规定，电热开水器的标记示例如下：KSQ ××××储水箱容积（L）额定功率（Kw）类型（A为交流电源开水器，D为直流电源开水器）产品设计序号（如Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）“开水器”汉语拼音第一个字母具体到不同的生产厂家标记型式又有些许区别的，现举例如下：南京惟思得所生产的电热开水器标记：WSD - 45 20 A T - DbDC600V直接供电铁路专用进水水源为自来水容积功率（45表示4.5kW）惟思得公司简称10编后语本文介绍了铁道客车电热开水器的原理、功能、基本结构以及在设计中的应用，具体到每个车种电热开水器的设计应视《技术规范》、总体要求、环境条件、使用条件来综合决定。
本文仅针对现有常规客车的电热开水器的设计进行了简要介绍，对有关新技术的研究和发展未进行深入探讨，以上内容仅供相关设计人员学习参考。