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一种火车卧铺床头加湿方法及其装置.pdf

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一种 火车 卧铺 床头 加湿 方法 及其 装置
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摘要
申请专利号:

CN201610495349.6

申请日:

2016.06.28

公开号:

CN106004904A

公开日:

2016.10.12

当前法律状态:

授权

?#34892;?#24615;:

有权

法?#19978;?#24773;: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B61D 27/00申请日:20160628|||公开
IPC分类号: B61D27/00; B61D31/00 主分类号: B61D27/00
申请人: 西安建筑科?#21363;?#23398;
发明人: 王莹莹; 姜超; 刘艳峰; 王登甲
地址: 710055 陕西省西安市雁塔路13号
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: 西安恒泰知识产权代理事务所 61216 代理人: 孙雅静
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法律状态
申请(专利)号:

CN201610495349.6

授权公告号:

||||||

法律状态公告日:

2018.12.07|||2016.11.09|||2016.10.12

法律状态类型:

授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明公开了一种火车卧铺床头加湿方法及其装置,在火车卧铺下铺的铺底空间将水雾化,加热后的热空气吸收水雾得到湿润热空气,湿润热空气由各个卧铺?#35013;?#24067;施在卧铺乘客头部上方,对火车车厢环境进行加湿;所述的湿润热空气的相对湿度为40%~70%,湿润热空气的温度为27~28℃。装置采用所述的火车卧铺床头加湿方法对火车车厢环境进行加湿。将来自车厢内的空气通过电加热器预热,超声波震荡出的水雾与温度较高的空气相遇,水雾加快蒸发,水蒸气与空气混合为湿空气后送出,避免了以往加湿器送出的空气携带水珠的问题。对加湿前的水软化处理、紫外线消?#38236;粕本?#22788;理,避免了加湿后空气产生白雾、携带细菌的问题。

权利要求书

1.一种火车卧铺床头加湿方法,其特征在于,在火车卧铺下铺的铺底
空间将水雾化,加热后的热空气吸收水雾得到湿润热空气,湿润热空气由
各个卧铺?#35013;?#24067;施在卧铺乘客头部上方,对火车车厢环境进行加湿;
所述的湿润热空气的相对湿度为40%~70%,湿润热空气的温度为27~
28℃。
2.如权利要求1所述的火车卧铺床头加湿方法,其特征在于,水在雾
化前将水进行软化处理,热空气加热前进行除菌处理,且往除菌后的热空
气内通入负氧离子。
3.一种火车卧铺床头加湿装置,其特征在于,该装置采用权利要求1
或2所述的火车卧铺床头加湿方法对火车车厢环境进行加湿。
4.如权利要求3所述的火车卧铺床头加湿装置,其特征在于,包括在
火车卧铺下铺的铺底空间设置的加湿构件(4)、热空气传送构件(5)和空
气导出构件(6),加湿构件(4)产生水雾,热空气传送构件(5)将热空
气传送到加湿构件(4)内进行水雾的吸收,然后再由与加湿构件(4)连
通的空气导出构件(6)将吸收水雾后的热空气沿高层的卧铺床底布施在低
层卧铺床头,对火车车厢环境进行加湿。
5.如权利要求3所述的火车卧铺床头加湿装置,其特征在于,所述的
加湿构件(4)为加湿水箱,加湿水箱底部设置超声发生器(42),水箱侧
上部与热空气传送构件(5)连通,加湿水箱顶部连通空气导出构件(6)。
6.如权利要求4或5所述的火车卧铺床头加湿装置,其特征在于,所
述的热空气传送构件(5)为通气管道,在通气管道上设置空气加热器(51),
通气管道的一端与车厢的空气连通,通气管道的另一端与加湿构件(4)连
通。
7.如权利要求6所述的火车卧铺床头加湿装置,其特征在于,在所述
的通气管道上设置负离子发生构件(7),往除菌后的热空气内通入负氧离
子。
8.如权利要求4或5所述的火车卧铺床头加湿装置,其特征在于,所
述的空气导出构件(6)包括风动装置(61)、送气软管(65)、消声器(62)
和出气口,送气软管(65)一端与加湿构件(4)连通,另一端连通?#22836;?#36719;
管,风动装置(61)设置在连通处,消声器(62)设置在送气软管(65)
上,出气口设置在送气软管(65)的另一端且与高层的卧铺床底连通。
9.如权利要求8所述的火车卧铺床头加湿装置,其特征在于,在高层
的卧铺床底与出气口连通处设置布施板(21),布施板(21)上设置多个布
施孔(211)。
10.如权利要求4或5所述的火车卧铺床头加湿装置,其特征在于,
与加湿构件(4)还连通设置加水处理装置,加水处理装置设置在火车车厢
的桌板(12)下方;
加水处理装置包括加水构件(9)、活化液加注构件(10)、废液回收构
件(11)及水处理构件(8),所述的水处理构件(8)为密封的箱体,密封
的箱体内设置水处理层将箱体分成上下两个腔体,密封箱体的上腔体分别
与加水构件(9)和活化液加注构件(10)连通,密封箱体的下腔体分别与
废液回收构件(11)和加湿构件(4)连通。

说明书

一种火车卧铺床头加湿方法及其装置

技术领域

本发明涉及加湿领域,特别涉及一种火车卧铺床头加湿方法及其装置,
主要用于对卧铺的乘客头部空间加湿增氧,以解决火车卧铺车厢休息区空
气?#31245;?#30340;问题,改善乘客的休息质量。

背景技术

秋冬季节,室外空气?#31245;錚?#28779;车车厢内部也不例外,卧铺车厢的大部
分乘客都是长途旅行,在火车内停留的时间较长,但是?#31245;?#30340;车厢环境给
许多乘客带来了不适感,影响乘客的休息质量。同时,火车卧铺车厢的电
加热器位于相邻卧铺之间的桌子下面,由于桌子对热空气的阻挡作用,使
热空气直接扩散到下铺休息区域,下铺乘客休息时,头部直接接触到电加
热器带来的热空气,热空气的热量使得液态水大?#31354;?#21457;,乘客会感到口干
舌燥,由此产生的不适感会影响休息质量。

许多乘客为了避免电加热器造成的不适感,休息时头部脚部位置互换,
使头部远离电加热器,但是车厢走廊?#24615;?#30340;声音同样影响休息质量。同时,
火车的卧铺车厢空间?#21015; ⒂导罰?#22823;型加湿配套设施难以安装使用。

因此,充分利用卧铺空间,将加湿装置与卧铺结合在一起,将加湿增
氧后的空气均匀的送向人体面部,是解决这一问题的关键。

发明内容

针对车厢内?#31245;?#30340;空气影响乘客休息质量的问题,本发明的目的在于,
提供一种火车卧铺用加湿增氧装置,该装置结构简单、使用方便、能很好
地满足乘客的需求。

为了实现上述任务,本发明采用如下技术解决方案:

一种火车卧铺床头加湿方法,在火车卧铺下铺的铺底空间将水雾化,
加热后的热空气吸收水雾得到湿润热空气,湿润热空气由各个卧铺?#35013;?#24067;
施在卧铺乘客头部上方,对火车车厢环境进行加湿;

所述的湿润热空气的相对湿度为40%~70%,湿润热空气的温度为27~
28℃。

进一步的,水在雾化前将水进行软化处理,热空气加热前进行除菌处
理,且往除菌后的热空气内通入负氧离子。

一种火车卧铺床头加湿装置,该装置采用所述的火车卧铺床头加湿方
法对火车车厢环境进行加湿。

具体的,包括在火车卧铺下铺的铺底空间设置的加湿构件、热空气传
送构件和空气导出构件,加湿构件产生水雾,热空气传送构件将热空气传
送到加湿构件内进行水雾的吸收,然后再由与加湿构件连通的空气导出构
件将吸收水雾后的热空气沿高层的卧铺床底布施在低层卧铺床头,对火车
车厢环境进行加湿。

更具体的,所述的加湿构件为加湿水箱,加湿水箱底部设置超声发生
器,水箱侧上部与热空气传送构件连通,加湿水箱顶部连通空气导出构件。

还有,所述的热空气传送构件为通气管道,在通气管道上设置空气加
热器,通气管道的一端与车厢的空气连通,通气管道的另一端与加湿构件
连通。

进一步的,在所述的通气管道上设置负离子发生构件,往除菌后的热
空气内通入负氧离子。

具体的,所述的空气导出构件包括风动装置、送气软管、消声器和出
气口,送气软管一端与加湿构件连通,风动装置设置在连通处,消声器设
置在送气软管上,出气口设置在送气软管的另一端且与高层的卧铺床底连
通。

进一步的,在高层的卧铺床底与出气口连通处设置布施板,布施板上
设置多个布施孔。

更进一步的,与加湿构件还连通设置加水处理装置,加水处理装置设
置在火车车厢的桌板下方;加水处理装置包括加水构件、活化液加注构件、
废液回收构件及水处理构件,所述的水处理构件为密封的箱体,密封的箱
体内设置水处理层将箱体分成上下两个腔体,密封箱体的上腔体分别与加
水构件和活化液加注构件连通,密封箱体的下腔体分别与废液回收构件和
加湿构件连通。

本发明的优点为:

1、消除了加湿后空气夹带水珠、细菌、产生白雾的问题:将来自车厢
内的空气通过电加热器预热,超声波震荡出的水雾与温度较高的空气相遇,
水雾加快蒸发,水蒸气与空气混合为湿空气后送出,避免了以往加湿器送
出的空气携带水珠的问题。对加湿前的水软化处理、紫外灯?#26412;?#22788;理,避
免了加湿后空气产生白雾、携带细菌的问题。

2、改善乘客的休息质量:布施板?#22836;?#21487;以将加湿后的空气均匀的送向
乘客头部空间,乘客可以直接呼吸到加湿增氧后的湿空气,从而解决了车
厢内部空气?#31245;?#32473;乘客带来的不适感。采用Fluent软件模拟人体头部空间
的流场,使头部周围风速、温度、空气相对湿度均达到舒适条件。

3、双效感应,自动运行,节能:为确保加湿对象为人体,采用压力传
感器和红外线传感器共同响应,只有在两者共同发出电信号时,加湿装置
才开始运行。使用压电材料将人体的压力转化为电能,减少电能的消耗。
?#22836;?#39118;管贯穿三个床铺,由位于下铺底部的加湿装置统一加湿空气后,分
别送往各个床铺。各床铺的?#22836;?#30001;出气阀控制。当任一床铺同时发出两个
电信号时,加湿增氧装置开始运行,同?#22791;?#24202;铺所在的出气阀打开,未同
时发出两个电信号所在床铺的出气阀自动关闭,装置只向有人休息的床铺
提供加湿增氧的空气。

4、能自动调节加湿量、加热量,能自动控?#21697;?#38376;启闭,装置可间歇运
行:人体头部附近有湿度传感器,可以探测人体头部附近的空气相对湿度,
当相对湿度达到设定值的上限时,感应装置发出电信号,接收到信号的变
阻器自动增大阻值,?#26723;?#36229;声发生器的振荡频?#21097;档?#20135;湿量;当相对湿
度低于设定值的下限时,感应装置发出电信号,接收到信号的变阻器自动
减小阻值,增大超声波雾化模块的振荡频?#21097;?#22686;加产湿量。从而实现了依
据人体需要的装置间歇运行。通过加湿器出气口的温度感应装置来调节电
加热器加热量的大小,来调节出风温度。加湿水箱中的水位感应装置可调
控进入水箱中的水量,当需要加水时,由水位感应装置控制的电动调节阀
开启,加水完成后,电动调节阀关闭。

5、巧妙利用车厢构造,利用重力实现加水、软水、水洗再生、排水过
程:充分利用车厢卧铺空间,将加水构件和活化再生构件以类似抽屉的形
状隐藏在桌子下部,需要注水加湿和活化再生时可通过把手打开装置加注,
加注完成后,加水构件和活化再生构件后的可伸缩弹簧以及进液管的波纹
软管可以保证加注箱在加注后很好的恢复原位。将加水构件、活化液加注
构件、加湿构件放置于床头不同高度,利用高差、在重力作用下实现加注、
软水、活化再生过程,省去了水泵所需的电能,简化装置。

6、充分利用卧铺空间、不影响美观:卧铺车厢空间有限,将加湿装置
与卧铺紧密结合,并采用布施板?#22836;?#21487;以?#26723;退头?#36947;的高度,不?#21152;?#20056;客
的休息空间。充分利用卧铺车厢空间,将加湿部?#31181;?#20307;放置于下铺的底部,
注水、软水等装置放置于车厢桌子的底部。

附图说明

图1是本发明的火车卧铺床头加湿装置结构示意图;

图2是加水构件的结构示意图;

图3是本发明的装置使用原理图;

图4是布施板的结构示意图;

图5是布施板的尺寸示意图;

图6是卧铺床上压力传感器布置位置示意图;

图7是Fluent软件模拟的布施板侧视的速度场分布(风口风速为
1.5m/s);

图8是Fluent软件模拟的布施板侧视的速度场分布(风口风速为2m/s);

图9是Fluent软件模拟的布施板侧视的温度场分布(?#22836;?#28201;度为27℃);

图10是Fluent软件模拟的布施板侧视的温度场分布(?#22836;?#28201;度为
28℃);

图11是Fluent软件模拟的布施板侧视的空气相对湿度分布(?#22836;?#28201;
度为27℃、风速1.5m/s);

图12是Fluent软件模拟的布施板侧视的空气相对湿度分布(?#22836;?#28201;
度为28℃、风速1.5m/s);

图中的标号为:1-铺间隔板、2-第一卧铺床、21-布施板、211-布施孔、
212-湿度传感器、213-红外线传感器、22-压电材料层、3-第二卧铺床、31-
压力传感器布置点、4-加湿构件、41-紫外灯、42-超声发生器、43-带有水
位感应的电动调节阀、44-变阻器、5-热空气传送构件、51-空气加热器、
52-空气过滤网、6-空气导出构件、61-风动装置、62-消声器、63-第一出
气口、64-第二出气口、641-出气阀、642-温度传感器、65-送气软管、66-
软接头、67-不锈?#22336;?#31649;、7-负离子发生构件、71-离子发生器、72-负离子
转换器、73-?#22836;?#22120;、8-水处理构件、81-水处理层、82-出水管、83-排废
液管、84-废液阀、9-加水构件、91-加水管、92-加水阀、93-加水把手、
94-连接弹簧、10-活化液加注构件、101-加注把手、102-加注阀、103-加
注管、11-废液回收构件、12-桌板、121-安装箱、122-固定柱、13-窗户;

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

具体实施方式

本发明的火车卧铺床头加湿方法,在火车卧铺下铺的铺底空间将水雾
化,加热后的热空气吸收水雾得到湿润热空气,湿润热空气由各个卧铺底
板布施在卧铺乘客头部上方,对火车车厢环境进行加湿;湿润热空气的相
对湿度为40%~70%,湿润热空气的温度为27~28℃。水在雾化前将水进行
软化处理,热空气加热前进行除菌处理,且往除菌后的热空气内通入负氧
离子。将来自车厢内的空气通过电加热器预热,超声波震荡出的水雾与温
度较高的空气相遇,水雾加快蒸发,水蒸气与空气混合为湿空气后送出,
避免了以往加湿器送出的空气携带水珠的问题。对加湿前的水软化处理、
紫外线消?#38236;粕本?#22788;理,避免了加湿后空气产生白雾、携带细菌的问题

本发明的火车卧铺床头加湿装置,该装置采用所述的火车卧铺床头加
湿方法对火车车厢环境进行加湿。

具体的,包括在火车卧铺下铺的铺底空间设置的加湿构件4、热空气传
送构件5和空气导出构件6,加湿构件4产生水雾,热空气传送构件5将热
空气传送到加湿构件4内进行水雾的吸收,然后再由与加湿构件4连通的
空气导出构件6将吸收水雾后的热空气沿高层的卧铺床底布施在低层卧铺
床头,对火车车厢环境进行加湿。

加湿构件4为加湿水箱,加湿水箱底部设置超声发生器42,水箱侧上
部与热空气传送构件5连通,加湿水箱顶部连通空气导出构件6。

热空气传送构件5为通气管道,在通气管道上设置空气加热器51,通
气管道的一端与车厢的空气连通,通气管道的另一端与加湿构件4连通。
在通气管道上设置负离子发生构件7,往除菌后的热空气内通入负氧离子。

空气导出构件6包括风动装置61、送气软管65、消声器62和出气口,
送气软管65一端与加湿构件4连通,风动装置61设置在连通处,消声器
62设置在送气软管65上,出气口设置在送气软管65的另一端且与高层的
卧铺床底连通。在高层的卧铺床底与出气口连通处设置布施板21,布施板
21上设置多个布施孔211。

与加湿构件4还连通设置加水处理装置,加水处理装置设置在火车车
厢的桌板12下方;加水处理装置包括加水构件9、活化液加注构件10、废
液回收构件10及水处理构件8,水处理构件8为密封的箱体,密封的箱体
内设置水处理层将箱体分成上下两个腔体,密封箱体的上腔体分别与加水
构件9和活化液加注构件10连通,密封箱体的下腔体分别与废液回收构件
11和加湿构件4连通。

装置巧妙的与卧铺结合在一起,未?#21152;?#36710;厢的?#34892;?#20351;用面积,不影响
车厢的美观。为了能提高本装置使用的自动化,可在各个位置布设传感器
等电器件,使整个装置在使用过程中更加的人性化。

实施例1:

结合图1-6,本发明的火车卧铺床头加湿装置包括加湿构件4、热空气
传送构件5、空气导出构件6、负离子发生构件7、水处理构件8、加水构
件9、活化液加注构件10?#22836;?#28082;回收构件11,沿铺间隔板1高度方向由上
到下?#26469;?#20026;第一卧铺床2和第二卧铺床3,在第二卧铺床3的铺底空间设置
的加湿构件4、热空气传送构件5和空气导出构件6,加湿构件7产生水雾,
热空气传送构件5将热空气传送到加湿构件4内进行水雾的吸收,然后再
由与加湿构件4连通的空气导出构件6将吸收水雾后的热空气沿高层的卧
铺床底布施在低层卧铺床头,对火车车厢环境进行加湿;桌板12设置在窗
户13下,水处理构件8、加水构件9、活化液加注构件10?#22836;?#28082;回收构件
11隐藏设置在桌板12下的安装箱121内,为加湿构件4提供持续的软化水;
具体的:

加水构件9包括加水管91、加水阀92、加水把手93和连接弹簧94,
装置启动前,通过加水把手94打开加水构件9,加水构件9设置在桌板12
下的安装箱121内,加水构件9通过连接弹簧94与安装箱121内的固定柱
122连接,加水管91有一段为波纹软管,通过连接弹簧94和加液管91配
合加水构件9的推进和拉出,向加水构件9中加自来水,通过加水阀92控
制自来水的供给。

加水构件9内的自来水在重力的作用下进入水处理构件8,水处理构件
8包括水处理层81、出水管82、排废液管83?#22836;?#28082;阀84,水处理层81内
设置树脂材料(树脂材料可以为强酸型阳离子交换树脂),该树脂材料除去
自来水中的钙镁离子,处理后的水继续在重力的作用下通过出水管82流入
加湿构件4内。

活化液加注构件10包括加注把手101、加注阀102和加注管103,活
化液加注构件10在桌板下的安装箱121的安装方式与加水构件9相同,通
过加注把手101拉出活化液加注构件10,活化液加注构件10内添加的盐水
用于水处理构件8中树脂材料的再生,保证树脂材料的净化?#30465;?#27700;处理构
件8中的树脂材料再生后的废水可以排到安装箱121底部的废液回收构件
11内,水处理构件8底部连通的排废液管83及设置在排废液管83上的废
液阀84控?#21697;?#28082;的排出,排废液管83的废?#21495;?#25918;到废液回收构件11中。

加湿构件4为加湿水箱,加湿水箱底部设置超声发生器42(型号
DN25-16A-40),水箱侧上部与热空气传送构件5连通,加湿水箱顶部连通
空气导出构件6,加湿水箱中可设置带有水位感应的电动调节阀43用于调
控进入水箱中的水量,或者由人工直接控制进行加水;在水面上方设置紫
外灯41。装置通电后,紫外灯41通电运行,消除尚未加湿的水在水箱中积
存而滋生的细菌。与?#36865;?#26102;,水箱底部的超声发生器42高速震荡,将水抛
离水面而产生水雾。

热空气传送构件5为通气管道,在通气管道上设置空气加热器51(型
号SV-HA-60B-220-300),通气管道的一端与车厢内的空气连通,通气管道
的另一端与加湿构件4连通,?#31245;?#30340;室内空气经过空气过滤网52进入通气
管道,经过空气加热器51预热达到较高温度后进入水箱与水雾混合,较高
温度的?#31245;?#31354;气可以尽可能的容纳水雾,并且水雾(小水滴)在高温?#31245;?br />的空气中蒸发为水蒸气后与空气充?#21482;?#21512;,使空气含湿量增加。热空气传
送构件5还与负离子发生构件7连通,负离子发生构件7包括离?#30001;?#25104;器
71、负离子转换器72和?#22836;?#22120;73,由离?#30001;?#25104;器71产生的电离子进入负
离子转换器72,在负离子转换器72中摩擦以及?#36824;?#21017;运动产生高活性负氧
离子,通过?#22836;?#22120;73?#22836;?#20986;来,增加空气中的负氧离?#20248;?#24230;(距离出气口
30cm处负氧离?#20248;?#24230;为6×107/cm3),现有的产品集离?#30001;?#25104;器、负离子转
换器和?#22836;?#22120;于一体,可选用JP-A2241负氧离子发生器。为了减少装置的
工作噪音,加湿水箱是双层构造,夹层之间填充有隔音棉,水箱外部贴有
隔音毡。

以上下并列的两个卧铺床体为例,空气导出构件6包括风动装置61、
消声器62、第一出气口63、第二出气口64和送气软管65,送气软管65一
端与加湿构件4连通,风动装置61设置在连通处,消声器62(型号
ZHXS.ZB-30×20×100L)设置在送气软管65上,第一出气口63设置在第
二卧铺床3底,第二出气口64设置在第一卧铺床2的床底;消声器62能
够最大限度的?#26723;退头?#26102;带来的噪声。在第二出气口64处可设置出气阀641
和温度传感器642,温度传感器642(型号DS18B20),可以检测温度后与设
定?#24403;?#36739;,调节空气加热器51的产热量,来调节出气口的空气温度。空气
导出构件6还可以包括风动装置61、软接头66、不锈?#22336;?#31649;67、消声器
62、送气软管65、第一出气口63和第二出气口64,不锈?#22336;?#31649;67一端与
加湿构件4连通,另一端与送气软管65连通,风动装置61设置在连通处,
消声器62设置在送气软管65上的软接头66之后,软接头66用于风动装
置61的消声减震,第一出气口63设置在第二卧铺床3底,第二出气口64
设置在第一卧铺床2的床底,与火车车厢中的空气连通。

以上下并列设置三个卧铺床为例,送气软管贯穿下铺、中铺、上铺,
每个床铺?#31181;?#20986;一个出气口,出气口连通设置在卧铺床底下的布施板21,
通过布施板21上的布施孔211将湿空气送出。参见图4和5,中铺和上铺
的每个床铺内都设置一个出气口,且在中铺和上铺的每个床铺下都在对应
各自下铺乘客休息时头部所在的位置设置一个布施板21,布施板21上均匀
的设置布施孔211,且在第二出气口64与布施板21的连接处设置出气阀
641和温度传感器642用来控制加湿增氧后的空气能否通过第二出气口64
到达布施板21,且为了实现自动的加湿空气的通入,出气阀641的启闭由
该床铺上设置的红外线传感器213控制,温度传感器642可以检测温度后
与设定?#24403;?#36739;,调节空气加热器51的产热量,来调节出气口空气温度。为
了节约能源,在每个卧铺床内铺设压电材料层22,为上述装置的工作提供
一定的电量。

参见图6,本发明还考虑了三种情况下加湿装置的使用情况:①当行李
放置于卧铺②当人在卧铺短暂停留③人在卧铺休息。因此为了能准确的为
在卧铺休息的乘客提供加湿空气,在卧铺床内还设置多个压力传感器(型
号YY-YL100),分别设置在图6中的压力传感器布置点31上;

当行李在卧铺上时,只有压力传感器会发出电信号;当有人在卧铺短
暂停留时,红外线传感器213会发出电信号;只有第三种情况时,压力传
感器和红外线传感器213才会同时发出电信号,本发明的装置才会运行。

在每个卧铺的床头位置还设置湿度传感器212,用于调控变阻器44的
阻值,进而控制超声发生器42的振荡频?#21097;?#35843;节产湿量。

位于最下铺的压力传感器要考虑乘客坐在床铺上的情况,当乘客坐在
布施板21正下方时,布施孔211送出的湿空气直接吹到乘客头部,此时会
引起乘客的不适感;为了保证乘客坐在其他位置时加湿装置依然可以运行,
因?#25628;?#21147;传感器的位置确定为图6中的位置,只要三个压力传感器的压力
各自满足设定值时,就会发出电信号,保证装置的运行。

实施例2:

卧铺长1.8m,宽0.6m,空间高度0.75m,车厢内空气温度18℃,空气
相对湿度30%。

1、布施板上布施孔的尺寸和间距,出气口的风速和温度

查阅参考书籍《车厢内热环境与人体热舒?#30465;?李百战,郑洁等编著)
和文献(ANSI/ASHRAE Standard 55-1992.Thermal environmental conditions
for human occupancy.Atlanta:American Society of Heating Refrigerating and
Air-Conditioning Engineers,1992)和(Kaczmarczyk J,Melikov A,Fanger P
O.Human response to personalized ventilation and mixing ventilation.Indoor
Air,2004,14(8):17-29)的结论可知:

吹到人体头部的?#23460;?#31354;气温度为:23~25℃。

吹到人体头部的?#23460;?#31354;气相对湿度为:40%~70%。

吹到人体头部的?#23460;?#31354;气流速为:0.15~0.25m/s。

根据Fluent软件流场模拟,通过改变出气口面积、出气口流速来模拟
人体头部空间湿空气的流场,把到达人体头部空间湿空气的温度、相对湿
度、风速控制在舒适的范围。

Fluent软件模拟假设如下:

布施板长0.6m,宽0.4m,厚度为0.1m。布施?#35013;?#24452;为0.005m,布施
孔的位置分布参见图5(尺寸单位为mm)。

当布施孔出风速度为1.5m/s时,速度场分布见图7;

当布施孔出风速度为2.0m/s时,速度场分布见图8;

通过舒适性比较,选择出口风速为1.5m/s,到达人体面部风速大约为
0.2m/s,此时单个出气口风量为0.424m3/h。

当出气口空气的温度为27℃、出气口风速为1.5m/s时,温度场分布见
图9(温度单位为热力学温度K;空气温度(℃)=热力学温度(K)-273.15)。

当出气口空气的温度为28℃、出气口风速为1.5m/s时,温度场分布见
图10(温度单位为热力学温度K;空气温度(℃)=热力学温度(K)-273.15)。

通过舒适性比较,当出口空气流速为1.5m/s、温度为27℃或28℃时,
到达人体面部空气温度均满足热舒适要求。

出气口出口空气为饱和湿空气人体面部附近空气相对湿度由
湿度传感器调控。

在出气口空气温度为27℃,出气口空气流速为1.5m/s时,布施孔周围
空气相对湿度分布见图11。

在出气口空气温度为28℃,出气口空气流速为1.5m/s时,布施孔周围
空气相对湿度分布见图12。

通过比较,当出气口空气流速为1.5m/s、温度为27℃和28℃时,到达
人体面部的空气相对湿度均在舒适范围。

因此,综合考虑人体面部附近风速、温度、空气相对湿度等因素,在
满足热舒适的前提下,确定尺寸为:布施板长0.6m,宽0.4m,厚度为0.1m。
布施?#35013;?#24452;为0.005m,布施孔的位置分布参见图5(尺寸单位为mm);出气
口风速为1.5m/s,?#22836;?#28201;度为27~28℃,送出的为饱和湿空气。

2、压力传感器的设定值

人体卧态体压主要分布在臀部、脚跟部和肩部。因此,卧铺上参考人
体上述三个部?#29615;?#21035;设置了三个压力传感器,考虑到相邻卧铺之间有张桌
子,位于卧铺的顶部位置,乘客会经常坐在卧铺桌子附近的位置,为避免
此时?#22836;?#23545;乘客头部造成的不适感,将靠近桌板处的压力传感器的位置设
置在距卧铺顶部(车体)0.5m处,各处压力传感器之间距离沿远离桌板方
向分别为0.6m和0.65m。

根据参考文献(2012,不同仰卧姿势下人体压力分布特性的研究,侯
喜红)可知,人体仰卧时:

?#34892;约?#32987;部所受近似压强为P=1.5965~2.1016KPa;

女性肩胛部所受近似压强为P=1.5882~2.0533KPa;

?#34892;?#33216;部所受近似压强为P=1.3285~1.7496KPa;

女性臀部所受近似压强为P=1.3230~1.7107KPa;

?#34892;?#36275;跟部所受近似压强为P=1.4474~1.9139KPa;

女性足跟部所受近似压强为P=1.4406~1.8733KPa;

人体静坐时:

?#34892;?#33216;部所受压力为P=2.94~5.08KPa;

女性臀部所受压力为P=2.94~4.97KPa;

为避免人坐在布施板处造成的吹风不适感,将压力传感器的压力范围
沿桌板到走廊的位置?#26469;?#35774;定为1.4~2.2KPa,1.3~1.8KPa和1.42.0KPa。

3、电加热器的加热量

出气口温度设为28℃,每个布施孔的?#22836;?#37327;为0.424m3/h,共9个布施
孔。

电加热器每小时加热量为:

Q=C·m·Δt=1.007×0.424×9×1.205×(28-18)=46.3J

4、湿度传感器设定值

根据人体面部舒适性的要求,将湿度传感器设定为40%~70%,将温度
传感器设定为27~28℃。

5、加湿量的确定

车厢内空气状态为:温度18℃,相对湿度30%;

加湿后?#22836;?#31354;气状态为:温度28℃,相对湿度100%;

查阅湿空气焓湿图可得:

车厢内空气含湿量d1=4.3g/kg干空气;

加湿后?#22836;?#31354;气含湿量d2=24.5g/kg干空气;

处理的空气量为Q=3.816m3/h,k为安全系数,取k=1.1;

加湿量为:

关于本文
本文标题:一种火车卧铺床头加湿方法及其装置.pdf
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