用于带座位的房间的空调系统以及用于带座位的房间的空调方法与流程

1.本发明涉及用于带座位的房间的空调系统以及用于带座位的房间的空调方法。
2.本发明提供了一种空调系统，其至少部分地位于待调节并且包括至少一个座位的房间中。所述空调设备包括：至少一个主供气入口，其通向房间并设置在房间的地板上方≤0.3m的高度处(或房间的地板上)；至少一个空气出口，其通向房间并设置在房间的天花板下方＜0.3m的高度处(或房间的天花板内)；以及至少一个辅助供气入口，其通向房间并设置在由房间中的座位的最高点定义的座位的第一点与由房间中的座位的扶手的最高点定义的座位的第二点之间的高度处。该系统允许减小待冷却房间中的沿座位的垂直温差，从而提高坐在房间的座位上的人的经调节的空气舒适度。还展现了一种具有这些优点的房间的空调方法。


背景技术：

3.以往，铁路客运车辆的空调机安装在车厢的顶棚上方。经调节的空气从天花板提供，然后返回位于天花板的另一部分的抽吸出口。然而，特别是在制冷运转中，存在的问题是从乘客上方的入口供给的冷气遇到(或撞击)已存在的热空气，会导致经调节的空气的温度略微升高。此外，由于回气出口位于天花板上，经调节的空气会无意中返回到出口。这种气流行为带来的问题是经调节的空气不能充分到达整个车厢的大范围。
4.因此，为了尽可能地供给经调节的气流，克服这个问题的措施是增加来自入口的冷气的流动速度。然而，该措施却导致了进一步的问题。首先是能耗高。其次是该措施导致了在火车车厢内的人(乘客)的头部区域周围产生不舒适的噪音及通风。
5.为了解决这个问题，已知在房间的地板下方安装空调机以从地板高度供给空气并且在天花板上安装回气出口(参见例如(jp 2008 213790 a)。如果气流速度设置得足够低，则这种空调系统可以减少噪音、能量损失及不舒适的通风。
6.然而，这些空调系统仍存在有关制冷运转的重大问题。典型地，从地板供给气流会导致线性温度分布，在所述车厢内的人的腿部区域具有最低温度而在头部区域具有最高温度。此外，腿部区域和头部区域之间的温差趋于显著地大。此外，腿部区域周围的温度趋于比车厢的平均温度更低。从地板到天花板的大温差以及车厢房间内人员的腿部区域周围的较冷环境都会降低所述人员(乘客)的舒适水平。即使垂直温差的水平符合如en14750欧洲标准等规定，也是如此。
7.us 5,351,884 a公开了一种客舱加热设备，其具有：中央管道，其经过连接到空调单元的前后转换风门延伸到操作员座位侧；后管道，其经过前后转换风门延伸到操作员座位后部；以及出口，其形成在后管道的末端部分，其中，加热设备还设置有：下部出口，其经过连接到中央管道的末端部分的上下转换风门沿着地板供给气流；前管道，其从上下转换风门上升；以及前部出口，其设置在前风道的末端部分。
8.gb 1 389 375 a公开了一种空调系统，该空调系统允许确保足够温暖的地板区
域，因为在制热和制冷阶段期间，从座位下方排出的辅助空调空气的温度高于主空调空气的温度。


技术实现要素：

9.从该现有技术出发，本技术的目的是提供用于对包括至少一个座位的房间进行空气调节的空调系统以及空调方法，其不再具有现有技术的缺点。具体而言，应该减小了待冷却的房间内的垂直温差。换句话说，应该提高了房间里的人(例如火车车厢房间里的火车乘客)的舒适度。在具体实施例中，应该可以避免房间中座位的腿部区域周围的冷环境。
10.上述目的通过根据技术方案1的空调系统和根据技术方案14的方法来解决。从属的技术方案示出了本发明的有利实施例。
11.根据本发明，提供了一种空调系统，该空调系统至少部分地位于待调节并包括至少一个座位的房间中，其中，上述空调系统包括：至少一个主供气入口，该主供气入口通向上述房间，并设置在上述房间的地板上方≤0.3m的高度处或设置在上述房间的地板上；至少一个空气出口，该空气出口通向上述房间，并设置在上述房间的天花板下方＜0.3m的高度处或设置在上述房间的天花板内；以及至少一个辅助供气入口，该辅助供气入口通向上述房间，并设置在上述座位的第一点与上述座位的第二点之间的高度处，其中，上述座位的上述第一点是上述座位中的、具有在垂直于上述房间的地板的方向上相距上述房间的地板的最大距离的点，并且其中，上述座位的上述第二点是上述座位的扶手中的、具有在垂直于上述房间的地板的方向上相距上述房间的地板的最大距离的点。
12.至少一个辅助供气入口的存在允许极大地抑制在现有技术的空调系统中观察到的垂直温度分布。事实上，至少一个辅助供气入口的存在允许在房间的下部区域中、尤其是高达房间地板上方0.6m处的下部区域中实现更均匀的温度分布。通常，火车车厢空间中的居留空间高达地板上方1.2m，尤其是在高速铁路列车的情况下。考虑到居留空间的温差，此背景下的现有技术的空调系统中通常观察到的垂直温差降低了30％以上。
13.在空调系统中，上述座位的上述第一点与上述座位的上述第二点之间的高度可以是从上述房间的地板上方≥0.4m、优选≥0.5m处起至上述房间的天花板下方≥0.5m、优选≥0.8m、更优选≥1.1m处的范围内的高度。尤其是，上述座位的上述第一点与上述座位的上述第二点之间的高度是相距上述房间的地板0.5m～1.4m的范围内的高度。至少一个辅助供气入口在这些高度处的定位已证明了特别有利于产生房间中从人的脚部区域到头部区域的更均匀的温度分布。
14.空调系统可以包括空调单元，优选是加热、通风及空调单元(hvac)，其连接到上述至少一个主供气入口和/或连接到上述至少一个辅助供气入口，使得经调节的空气能从上述空调单元被引导至相应的一个或多个空气入口。
15.上述至少一个空气出口可以是回气出口，该回气出口经由上述空调系统连接到上述至少一个主供气入口和/或上述至少一个辅助供气入口，使得空气能从上述至少一个回气出口被引导到上述空调单元以及从上述空调单元被引导到相应的一个或多个空气入口。
16.上述空调系统还可以包括风门，其中，上述风门的入口以空气传导方式连接到上述至少一个空气出口，其中，上述风门的第一出口以空气传导方式连接到上述至少一个主供气入口，并且其中，上述风门的第二出口以空气传导方式连接到上述至少一个辅助供气
入口，其中，上述风门被配置成在上述风门的上述第一出口与上述第二出口之间分配进入上述风门的入口的空气。
17.此外，上述空调系统还可以包括至少一个新风进口，该新风进口通向上述房间的外部，其中，上述新风进口连接到上述至少一个主供气入口和/或连接到上述至少一个辅助供气入口，优选地经由进气风机以空气传导方式连接。
18.上述至少一个空气出口可以是排气出口，其中，上述空调系统还包括连接到上述至少一个排气出口的排气风机，其中，上述排气风机被配置成将进入上述排气风机的空气从上述排气出口吹向上述房间的外部。
19.上述空调系统可以包括多个主供气入口，该主供气入口通向上述房间，并设置在上述房间的地板上方≤0.3m的高度处或者设置在上述房间的地板上，其中，上述主供气入口的第一部分设置在上述房间的第一侧壁处，并且上述主供气入口的第二部分设置在与上述第一侧壁相对的第二侧壁处。
20.此外，空调系统还可以包括主供给风门，其中，主供给风门的入口以空气传导方式连接到空调单元和/或新风进口，其中，主供给风门的第一出口以空气传导方式与第一部分的主供气入口中的至少一个连接，并且主供给风门的第二出口以空气传导方式与第二部分的主供气入口中的至少一个连接，其中，主供给风门构造成调节流向第一部分的主供气入口中的至少一个和第二部分的主供气入口中的至少一个的空气流量。
21.上述空调系统可以包括多个辅助供气入口，该辅助供气入口通向上述房间，并设置在上述座位的第一点与上述座位的第二点之间的高度处，其中，上述辅助供气入口中的一部分设置在上述房间的第一侧壁处，而上述辅助供气入口中的另一部分设置在上述房间的与上述第一侧壁相对的第二侧壁处。
22.空调系统还可以包括辅助供给风门，其中，辅助供给风门的入口以空气传导方式连接到空调单元和/或新风进口，其中，辅助供给风门的第一出口以空气传导方式与第一部分的辅助供气入口中的至少一个连接，并且辅助供给风门的第二出口以空气传导方式与第二部分的辅助供气入口中的至少一个连接，其中，辅助供给风门构造成调节流向第一部分的辅助供气入口中的至少一个和第二部分的辅助供气入口中的至少一个的空气流量。
23.此外，上述空调系统可以包括控制器，该控制器被配置成进行控制以便经过上述至少一个辅助供气入口吹入上述房间的空气的体积流量低于经过至少一个主供气入口吹入房间的空气的体积流量，优选仅为经过至少一个主供气入口吹入房间的空气的体积流量的20％～90％，更优选仅为40％～80％，甚至更优选仅为60％～70％，尤其是67％。经过辅助供气入口的空气的体积流量减少的优点是坐在座位上的人会感受到经空调的空气的更高舒适度。
24.此外，上述控制器可以被配置成进行控制以便经过上述至少一个主供气入口吹入房间的空气的温度高于经过至少一个辅助供气入口吹入房间的空气的温度，优选是比经过至少一个辅助供气入口吹入房间的空气高出1k～12k、更优选高出2k～10k、甚至更优选高出4k～8k、尤其是高出6k的范围内的温度。该具体实施例的优点在于，虽然可以(通过至少一个辅助供气入口)实现对坐在房间座位上的人的充分冷却，但是坐在房间座位上的人的腿部区域冷却得并没有那么强烈，从而避免了房间内座位的腿部区域周围的冷环境。
25.空调系统的房间可以是火车车厢。
26.根据本发明，提供了一种空调方法，该空调方法对包括至少一个座位的房间进行空气调节。在该方法中，空气经过至少一个主供气入口吹入上述房间，该主供气入口通向上述房间，并设置在上述房间的地板上方≤0.3m的高度处或者设置在上述房间的地板上，
27.其中，空气经过至少一个空气出口从上述房间排出，该空气出口通向上述房间，并且设置在上述房间的天花板下方《0.3m的距离处或者设置在上述房间的天花板内，并且，
28.其中，空气还经过至少一个辅助供气入口吹入上述房间，该辅助供气入口通向上述房间，并且设置在上述座位的第一点与上述座位的第二点之间的高度处，
29.其中，上述座位的上述第一点是上述座位中的、具有在垂直于上述房间的地板的方向上相距上述房间的地板的最大距离的点，并且其中，上述座位的上述第二点是上述座位的扶手中的、具有在垂直于上述房间的地板的方向上相距上述房间的地板的最大距离的点。
30.在该方法中，经过上述至少一个辅助供气入口吹入上述房间的空气的体积流量低于经过上述至少一个主供气入口吹入房间的空气的体积流量，优选仅为经过上述至少一个主供气入口吹入房间的空气的体积流量的20％～90％，更优选仅为40％～80％，甚至更优选仅为60％～70％，尤其是67％。经过辅助供气入口的空气的体积流量减少的优点是，坐在座位上的人感受到经空调的空气的更高舒适度。经过至少一个辅助供气入口和至少一个主供气入口吹入房间的空气总量可以处在900～1500m3/h的范围内，优选处在1000～1400m3/h的范围内，更优选处在1100～1300m3/h的范围内，尤其可以是1200m3/h。
31.此外，在该方法中，经过上述至少一个主供气入口吹入房间的空气的温度高于经过上述至少一个辅助供气入口吹入房间的空气的温度，优选是比经过上述至少一个辅助供气入口吹入房间的空气高出1k～12k、更优选高出2k～10k、甚至更优选高出4k～8k、尤其是高出6k的范围内的温度。该具体实施例的优点在于，虽然可以(通过至少一个辅助供气入口)实现对坐在房间座位上的人的充分冷却，但是坐在房间座位上的人的腿部区域冷却得并没有那么强烈，从而避免了房间内座位的腿部区域周围的冷环境。
32.在一个优选实施例中，该方法利用根据本发明的空调系统来执行。
33.参考以下附图和示例，旨在更详细地解释根据本发明的主题，而不希望将所述主题限制于此处所示的具体实施例。
附图说明
34.图1是示出根据本发明的空调系统的示意图。
35.图2是示出待调节房间中的空气流动的示意图。
36.图3是示出关于控制器的三种不同配置的待调节房间中的垂直温度分布的结果的图。
具体实施方式
37.图1示出了根据本发明的空调系统(以下也称为空调单元、空调设备)20的示意图，空调系统20至少部分地位于待调节的房间1中并且包括至少四个座位2。这里，房间1是火车的车厢房间。空调系统20包括在房间1的第一侧壁13处通向房间1的主供气入口3和在房间1的第二侧壁14处通向房间1的另一主供气入口3
′
。主供气入口3、3
′
均设置在房间的地板f上
方的≤0.3m的高度处。空调系统20还包括排气出口4，该排气出口4通向房间1并且设置在房间1的天花板c下方0m的高度处，具体是设置在房间1的天花板c中。此外，空调系统20包括在房间1的第一侧壁13处通向房间1的辅助供气入口5和在房间1的第二侧壁14处通向房间1的另一辅助供气入口5
′
。辅助供气入口5、5
′
设置在至少四个座位2的第一点6与至少四个座位2的第二点7之间的高度处，其中，至少四个座位2的第一点6是至少四个座位2的、具有在与房间的地板f垂直的方向上相距房间1的地板f的最大距离的点，并且其中，至少四个座位2的第二点7是至少四个座位2的扶手的、具有在与房间的地板f垂直的方向上相距房间1的地板f的最大距离的点。此外，空调系统20还包括回气出口8，该回气出口8通向房间并且设置在房间1的天花板c下方0m的高度处，具体是设置在房间1的天花板c中。空调系统20还包括风门9，该风门9设置在离开空调系统20(这里：hvac(供暖通风与空气调节系统)单元)的经调节的空气19的下游。此外，空调系统20包括新风进口10，该新风进口10具有进气风机11并且流体连接到空调单元20。空调系统20还包括具有新风进口10
′
和排气出口21的排气风机12，其中，排气风机经由排气用风道18流体连接到排气出口4并且流体连接到空调单元20。在排气风机12的下游和空调设备20的上游，回气用风道17建立与回气出口8的流体连接。空调设备20还包括用以调节去往主供气入口3、3
′
的空气的体积流量的主供给风门15和用以调节去往辅助供气入口5、5
′
的空气的体积流量的辅助供给风门16。
38.图2的(a)及(b)显示了待调节房间中的空气流动的另一示意图。空气流动由图2的(a)及(b)中的箭头表示。可以看出，来自主供气入口3、3
′
的气流在地板高度处进入房间，并且来自辅助供气入口5、5
′
的气流在房间的座位的扶手部与房间的座位的最上(最高)点之间进入房间。
39.图3的(a)～(c)显示了关于控制器的三种不同配置(情况#1～#3；参见下面的示例)的待调节房间中的垂直温度分布的结果。现有技术的空调系统产生了从房间内的座位的腿部区域朝房间的天花板的线性温度分布，这会导致坐在房间的座位上的人不舒适。图3的(a)及(b)说明的是情况#1的结果。在情况#1中，控制器被配置成：将离开辅助供气入口的空气的体积流量减少到离开主供气入口的空气的体积流量的25％，并且相比离开辅助供气入口的空气的温度而将离开主供气入口的空气的温度增高2k。这实现了与现有技术的空调系统相比而坐在座位上的人的腿部周围的温度增高，其结果，使得人的腿部区域的空调更加舒适。图3的(b)及(c)说明的是情况#2的结果。在情况#2中，控制器被配置成：将离开辅助供气入口的空气的体积流量减少到离开主供气入口的空气的体积流量的67％，并且相比离开辅助供气入口的空气的温度而将离开主供气入口的空气的温度增高6k。这实现了与现有技术的空调系统相比而坐在座位上的人的腿部周围的温度进一步增高，并且与现有技术的空调系统相比而座位的扶手部区域中的温度也增高，其结果，使得人的腿部区域的空调更加舒适，并且座位的扶手部区域更加舒适。图3的(c)说明的是情况#3。与情况#1和情况#2相比以及与现有技术相比，除了离开主供气入口和辅助供气入口的空气总量增加到120％以外，情况#3与情况#2相同。这实现了除了从房间中的座位的腿部区域到扶手部区域的更均匀的温度分布之外，在朝向房间的天花板的方向上的温度分布也变得更均匀，这同时提高了坐在房间的座位中的人以及站立在房间内的人的舒适度。至少在就座空间中，所获得的垂直温度分布被认为几乎是恒定的，这是因为典型火车车厢空间内的就座空间涉及的是从相距房间地板的大约0m起至朝向房间天花板而相距房间地板的大约1.2m。
40.示例—空调系统的控制器的配置
41.控制器可被配置成控制通过至少一个辅助供气入口吹入房间的空气具有比通过至少一个主供气入口吹入房间的空气低的体积流量，优选仅为通过至少一个主供气入口吹入房间的空气的体积流量的25％～90％，更优选仅为40％～80％，甚至更优选仅为60％～70％，尤其是67％。
42.此外，控制器可以被配置成进行控制以便经过至少一个主供气入口吹入房间的空气具有比经过至少一个辅助供气入口吹入房间的空气高的温度，优选为比经过至少一个主供气入口吹入房间的空气高出1k～12k、更优选为高出2k～10k、甚至更优选为高出4k～8k、尤其是高出6k的温度范围内的温度。
43.关于空气的总流量、离开主供气入口及辅助供气入口的空气的相对流量和相对温度等参数，已经评估了三种情况#1～#3，并且评定了从房间地板朝房间天花板的垂直温度。以下表格中总结了这三种情况下的控制器的配置。
[0044][0045]
表格：p.a.＝现有技术；k＝开尔文；空气总量的100％＝1200m3/h
[0046]
与现有技术相比，对于三种情况#1～#3中的每种情况，将从房间地板朝房间天花板的垂直温度的有关结果示于图3的(a)～(c)。情况#2和情况#3获得了最佳结果。
[0047]
附图标记列表
[0048]
1：待调节的房间；
[0049]
2：至少一个座位；
[0050]
3、3
′
：至少一个主供气入口；
[0051]
4：至少一个空气出口(例如排气出口)；
[0052]
5、5
′
：至少一个辅助供气入口；
[0053]
6：座位的第一点；
[0054]
7：座位的第二点；
[0055]
8：至少一个空气出口(例如回气出口)；
[0056]
9：风门；
[0057]
10、10
′
：至少一个新风进口；
[0058]
11：进气风机；
[0059]
12：排气风机；
[0060]
13：房间的第一侧壁；
[0061]
14：房间的第二侧壁；
[0062]
15：主供给风门；
[0063]
16：辅助供给风门；
[0064]
17：回气用风道；
[0065]
18：排气用风道；
[0066]
19：经调节的空气；
[0067]
20：空调单元(例如hvac)；
[0068]
21：排气出口；
[0069]
f：房间的地板；
[0070]
c：房间的天花板。