轨道车辆厨房系统顶层技术指标分析

轨道车辆厨房系统顶层技术指标分析

石佳良 袭望 刘春亮

中车唐山机车车辆有限公司

摘要：本文对轨道车辆厨房系统的顶层技术指标进行了梳理分解，进而从功能性、环境适应性、舒适性等3个方面对厨房系统的顶层技术指标进行了详细分析，通过理论计算、结构设计及新技术应用等，阐述了厨房系统如何实现其顶层技术指标，达到满足车辆的运用需求。

关键词：厨房顶层指标

0 引言

轨道车辆的顶层技术指标是反映车辆功能、核心技术以及系统接口的指标体系，是列车设计的基本依据。环境适应性是车辆能够运行的基础。车辆作为以人为对象的载运工具，乘坐舒适性是设计必须满足的任务。厨房系统作为轨道车辆重要的服务设施，其顶层指标应从功能需求、环境适应性、舒适性等方面进行分析。

1 厨房系统概述

厨房系统为列车提供餐饮服务，目前高速动车组厨房分快餐式供餐和混合式供餐两种，快餐式供餐式厨房主要以储存、售卖现成盒饭为主，混合式厨房以加工食物以烹炒煎炸为主。厨房系统主要包括厨房设备布置、厨房内装布置、厨房电气系统、厨房水系统四部分。厨房设备主要包括冷藏冷冻柜、保温箱、电热开水器等；厨房内装包括吧台、侧墙、地板等；厨房电气系统主要包括厨房电气布线、接地安装、电气柜组成等；厨房水系统主要包括水箱、中转灰水箱、厨房向车外的排水部件等。

2 顶层技术指标分解

根据轨道车辆项目设计经验和知识，将厨房系统中与总体指标相关的顶层指标进行分解。本文将厨房顶层技术指标按功能性、环境适应性、舒适性等进行归类，分析不同指标包含的主要特性内容，并对如何实现对应的指标提出解决方法和措施。

3 顶层技术指标分析

3.1 功能性

根据动车组招标技术条件要求：动车组厨房系统供餐能力需满足用餐高峰1.5小时内50%定员用餐的需求。

3.1.2 厨房布置

根据供餐能力计算可知厨房系统需要配置的设备。

3.1.3 热平衡

CR400BF动车组共设置4台微波炉，4台微波炉产生的热量及散热需求基本一致。为避免热量堆积厨房内设置废排风道其可将微波炉产生的废气收集并排到车辆的主废气风道内，由于主废排风道距4台微波炉距离不同，若风道布置完全相同，4台微波炉处的吸风量会明显不同，空气在风道内部产生较大涡流，流动不顺畅，影响排风效率的同时也会产生噪音，因此需要设置不同断面的风道达到4台微波炉处吸风量一致。

3.1.4 电平衡

CR400BF动车组厨房主电源输入为三相AC220/50Hz，主要用电设备为冷藏冷冻柜、展示柜、菜单显示屏、微波炉（4台）、散热风机、消毒柜、咖啡机、保温箱控制回路等，在设计厨房电气系统时需要重点考虑断路器选型和三相功率匹配。

3.2 环境适应性

3.2.1 防冻保温性能

厨房水系统包含进水系统及排水系统，其中排水系统主要包含电热开水器排水、洗池排水、冷藏冷冻柜排水、展示柜排水、灰水箱到污水箱排水等。为了满足车辆的环境温度的要求，按照TB/T 1720和TB/T 3338的要求，管路利用电伴热带产生的热量来补偿管路所散耗的热量，以维持管路内的水温来满足使用要求。

3.2.2 灰水收集

目前高速动车组厨房系统灰水主要采用灰水收集技术，其在洗池模块下设置了一个小灰水箱，其将厨房的脏水全部收集到了灰水箱中，且此灰水箱设有高液位报警功能。当灰水箱的液位达到95%时，会进行声光报警，同时进行自动排水到污物箱，在液位降低到80%时，将自动停止排水，为了降低污水箱负荷，减少水箱容积、减轻列车重量，国外学者Robert E Eden等曾提出洗池灰水污染杂质只占0.1%左右，比海水的3.5%还少，经过适当处理可再重复利用。目前我国灰水再利用装置主要出于静态研究阶段，主要通过粗滤-活性炭吸附的方式处理洗盆灰水，出水可以达到TB/T 3007标准的要求。不过暂未经过实际运营的验证，滤料的更换周期、成本、可靠性等有待验证并继续优化。

3.3 舒适性

3.3.1 人机工程

（1）建立人体模型

人体测量数据分为两大模块：人体结构尺寸(即静态人体尺寸)和功能尺寸(即动态人体尺寸)。根据GB/T 10000-1988《中国成年人人体尺寸》并通过调研乘务员和餐服人员，得出男性P90成年男性的身高为1754mm，女性身高P50成年女性的身高为1570mm，并以此建立人体模型。

2.3.2 油烟处理

随着中国高速动车组的快速发展，国内动车组已存在混合式供餐厨房，此厨房加工食物以烹炒煎炸为主，在作业过程中会产生大量的油烟。油烟污染物成分复杂，既有油脂、蛋白质和其它原料等在受热条件下进行物理化学反应产生的有机烟气，也有加热过程中，油粒、物料、液滴分解、氧化、聚合的高分子化合物与燃烧烟气混合，形成气态、液态和固态三类污染物。油烟处理系统主要分成两部分进行处理：内循环部分（为防止车内压力波动过大，无毒气体直接排到车内）和外循环部分（有毒有害气体排到车外）。主要设备由集烟罩、静电净化器、活性碳床净化器、离心风机、初/高效过滤器及电控箱等组成。

3.3.3 气密性

由于高速动车组的运行特点，对于气密性要求极高，目前动车组气密性执行TB／T 3250-2010《动车组密封设计及试验规范》，标准中规定了两种速度等级的动车组气密性能指标：250km／h及以下速度等级动车组，4kPa降至1kPa的时间大于40s；250km／h以上速度等级动车组，4kPa降至1kPa的时间大于50s。设计厨房给排水装置时需要考虑到各个方面的影响因素，包括进出隧道时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保证车辆在内外压力差±6kPa时仍有密封作用。目前，我国动车组上主要采用EVAC压力保护器。EVAC压力保护装置采用机械原理，可靠性强，结构简单，最大承受的压力范围为-10kPa～+10kPa。该保护器由溢流阀和通风阀组合而成。

4 结束语

本文对轨道车辆厨房系统的顶层指标进行了分析，并根据其顶层指标，提出通过计算分析、结构设计及新技术应用等方式来满足顶层指标要求，为轨道车辆厨房系统设计及验证提供了整体解决思路。通过顶层技术指标分析并运用，可高质量、高效率的完成设计及验证工作，达到轨道车辆的运营需求。

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