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。