CN117545962A - 用于hvac系统的房间单元 - Google Patents

Abstract

一种用于房间单元的电部件的外壳。两个部件(安装板和外壳框架)通过定位在周向边框上的突起以互锁的方式被连接。

Description

用于HVAC系统的房间单元

技术领域

本发明涉及用于HVAC系统的房间单元，其包括将设备连接到HVAC系统的连接装置、控制器和外壳，其中，外壳包括用于将房间单元安装在建筑物的壁上的安装板、可附接到安装板的外壳框架、至少一个机械连接器和前外壳部分。此外，本发明涉及一种用于将房间单元安装在建筑物的壁上的方法。

背景技术

加热、通风和空调(HVAC)系统在许多公共建筑物(诸如学校、商店等)、工业建筑物、办公建筑物以及私人住宅中使用。这样的系统通常包括在建筑物的每个受控房间、空间或区域中的房间单元，特别是房间控制单元或房间传感器，其允许由用户测量和/或设置诸如例如室温、通风强度的值。房间单元通常包括传感器，其测量房间、空间或区域中的某些空气参数，诸如环境温度、相对湿度和/或CO₂含量，以便将参数提供给HVAC系统的中央控制器。房间单元还可包括用于显示关于设置值和测量参数的信息的屏幕。

典型地，用于HVAC系统的房间单元在受控房间、空间或区域中安装到建筑物的壁。因此，房间单元通常具有安装到壁的安装板子组件，以及可移除地安装到安装板子组件的可移除子组件部分。这样的配置(setup)有益于房间单元的安装和维护。例如，当安装房间单元时，安装板是可自由接近的，这简化了到壁的安装，并且HVAC系统的电缆可更容易地穿过线缆入口和/或附接到安装板上的电连接器。

US2014/0226286 A1(Honeywell International Inc.)描述了例如一种可安装到壁的房间单元，其包括可移除的控制器模块和壁板，具有允许控制器模块相对于壁板旋转的铰链。铰链提供限制控制器模块相对于壁板的旋转的端部止动件，和/或如果期望，则可允许控制器模块自由地从壁板拉离和与之脱离接合。

然而，在这种配置中，壁板上庞大且突出的铰链元件由于其暴露的位置而在安装期间可容易地断裂。例如，如果铰链被工具等撞击，或者如果控制器模块被按压到壁板上，而控制器模块的铰链元件没有被正确地引入壁板的对应铰链元件中，则可能发生这种情况。另外，当用过多的力重新打开房间单元时，铰链也可能断裂。

包括温度传感器的房间单元的另一个问题是，由作为房间单元的控制器的部分的微处理器或其它电子部件生成的热量可影响温度测量，使得测量的温度可能不准确地反映环境室温。为了减少这种不期望的影响，温度传感器经常与其它电子部件热隔离。

在这方面，US 8,197,130 B2(Siemens)描述了例如具有外壳的温度感测设备，该外壳包括在内部处的热隔离分隔壁，该分隔壁构造成将温度传感器与剩余电子部件热隔离。另外，该单元的印刷电路板包括温度传感器和剩余电子部件之间的机加工狭槽，以用于减少通过印刷电路板的热传递。

然而，温度传感器的热隔离可能负面地影响在受控房间、空间或区域中的温度变化时温度传感器的响应时间。

因此，仍然需要开发用于HVAC系统的改进的房间单元，其至少部分地克服上面提到的缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的房间单元。尤其是，要提供尺寸方面尽可能紧凑且易于安装和维护的房间单元。特别地，房间单元最好应当在安装和维护期间不正确操纵的情况下是不受损害的。优选地，尽管尺寸紧凑，房间单元还应当能够可靠地测量建筑物的受控房间、空间或区域中的环境空气参数，尤其是环境温度。

本发明的第一解决方案由权利要求1的特征指定。根据该解决方案，用于HVAC系统的房间单元包括将该设备连接到HVAC系统的连接装置、控制器和外壳，其中，外壳包括：

a)安装板，其用于将房间单元安装在建筑物的壁上，其中，安装板包括基板，该基板具有垂直地远离基板伸出的周向边框，并且其中，安装板包括在平行于基板的方向上远离边框的外表面伸出的至少一个第一突起；

b)外壳框架，其能够附接到安装板，其中，外壳框架包括周向侧壁，该周向侧壁侧向地围绕房间单元的内部，并且其中，该侧壁构造用于利用型面配合(positive fit)接收安装板的边框；其中，外壳框架包括至少一个第二突起，该至少一个第二突起远离侧壁的内表面朝向外壳框架的相对内表面伸出；其中，安装板的该至少一个第一突起和外壳框架的该至少一个第二突起构造成使得当安装板的边框至少部分地接收在安装框架的周向侧壁中时该至少一个第一突起和该至少一个第二突起能够利用型面配合彼此互锁；

c)至少一个机械连接器，其在与该至少一个第一和第二突起相对的一侧处，以用于当该至少一个第一和第二突起以型面配合互锁并且安装板的边框完全接收在安装框架中时将外壳框架固连到安装板，以及

d)前外壳部分，其构造用于在与安装板相对的自由端部处封闭外壳框架。

特别地，在本上下文中，外壳框架也可被称为安装框架。

由于安装板的边框上的该至少一个第一突起和外壳框架的内表面上的至少一个第二突起的特殊布置，房间单元可设计得紧凑得多。此外，由于该至少一个第一突起和该至少一个第二突起的创新(inventive)取向，这两者都分别在平行于基板或安装壁的方向上伸出，突出部暴露较少，从而导致在安装期间和/或在维护期间破裂的风险降低。

为了将外壳框架附接到安装板，外壳框架可利用其至少一个第二突起与安装板的至少一个第一突起松散地互锁，然后旋转到相对侧上，利用至少一个机械连接器固定。因为外壳框架的侧壁构造用于在连接状态下利用型面配合接收安装板的边框，所以在两个外壳元件之间获得高度坚固的连接。因此，即使在外壳框架的侧壁的外侧上施加力，基本上也不存在外壳框架和安装板之间的连接被释放的危险。

当通过将外壳框架从安装板拆下而重新打开房间单元时，基本上不存在破坏突起的危险，该至少一个第一突起和该至少一个第二突起都不存在破坏的风险，因为一旦该至少一个机械连接器已经被释放，突起就可容易地脱离接合。

另外，由于在平行于基板或安装壁的方向上伸出的该至少一个第一突起和该至少一个第二突起二者的创新取向，突起可设计成使得当在突起处于非互锁位置的情况下将外壳框架按压到安装板上时该至少一个第二突起可滑过该至少一个第一突起。这可例如通过边框和/或侧壁允许突起围绕彼此滑动的一定灵活性来实现。因此，在安装和/或维护期间断裂的风险显著降低。

前外壳部分可根据对特定房间单元的需求来设计。例如，前外壳部分可包括显示器、一个或多个输入设备(例如，按钮或开关)，或者它可呈没有任何另外功能的盲盖的形式。

特别地，同一个安装板和外壳框架可与不同的前外壳部分组合。这允许针对不同应用高效地生产房间单元。

如本申请中所理解的，房间单元是放置在具有HVAC系统的建筑物的房间、空间或区域中的设备，以便向HVAC系统提供数据，特别是将由用户在房间单元上设置的值依赖于HVAC系统和/或将在房间、空间或区域中测量的当前空气参数依赖于HVAC系统。例如，HVAC系统然后改变其操作参数，诸如以匹配特定房间、空间或区域的设置值。因此，在本上下文中，术语“房间单元”将被广义地解释，并且涵盖房间控制单元以及房间传感器。

特别地，安装板、外壳框架和前外壳部分优选地都是单独的部分，特别是在组装期间具有最大的灵活性。然而，例如，如果期望，外壳框架和前外壳部分可以一个部件的形式提供。

尤其是，关于房间单元的安装状态，安装板的该至少一个第一突起位于边框的上外表面上，并且外壳框架的该至少一个第二突起位于侧壁的上内表面上。鉴于此，外壳框架可在组装过程期间钩到安装板上，这大大简化了安装。

特别地，关于房间单元的安装状态，该至少一个机械连接器位于外壳的底侧处。这允许机械连接器隐藏在底侧处。此外，结合突起在上表面处的上文提及的布置，外壳框架在外壳的相对侧处可靠地固连到安装板。

然而，原则上，突起和/或该至少一个机械连接器可放置在房间单元的其它侧上以用于特殊应用。

最优选地，该至少一个机械连接器包括卡扣式连接器，该卡扣式连接器具有布置在安装板处(尤其是在边框处)的第一连接元件和布置在外壳框架处(尤其是在外壳框架的侧壁处)的第二连接元件。这允许安装板和外壳框架之间的免工具连接，这大大地简化了安装。

尤其是，该至少一个机械连接器包括至少一个螺钉，特别是至少两个螺钉，其允许将外壳框架固连到安装板。利用螺钉作为该至少一个机械连接器，连接可甚至更可靠地被固连。

尤其是，该至少一个螺钉(特别是该至少两个螺钉)构造为(一个或多个)松不脱螺钉(captive screw)。因此，优选地，该至少一个螺钉包括用于将螺钉固连到外壳框架和/或安装板的固连元件。这可利用例如扣环和/或螺纹锁来实现。然而，也可使用其它固连元件。

优选地，该至少一个螺钉布置在安装板的边框中，尤其是在螺母中，并且外壳框架包括至少一个孔，其中在第一位置中，螺钉完全位于安装板的边框的外表面下方，并且在第二位置中，螺钉突出到边框的外表面之外，其中，如果安装板的边框接收在外壳框架中并且使螺钉进入第二位置，则该至少一个螺钉突出到该至少一个孔中以用于将外壳框架固连到安装板。

最优选的是，该至少一个机械连接器包括如上所述的卡扣式连接器和如上所述的至少一个螺钉。这种构造同时简化了安装，并导致外壳框架和安装板之间高度稳定和安全的连接。

在优选实施例中，边框从基板的周向边缘向内偏移，特别是偏移达安装框架的侧壁的厚度。由此，基板的突出边缘形成凸缘，该凸缘可用作外壳框架的侧壁的止动件。总的来说，边框的偏移有助于限定外壳框架之间的相对取向并增加外壳框架和安装板之间的连接的稳定性。

然而，这样的偏移是任选的，并且如果期望，可省略。

根据高度优选的实施例，安装板和外壳框架构造成使得在外壳框架相对于基板以一角度(尤其是5-45°的角度)离开(stands off)时第一和第二突起可以形锁合方式(positive manner)互锁，并且外壳框架可围绕互锁的突起枢转，以便完全接收安装板的边框，并且利用机械连接器(尤其是卡扣式连接器和/或至少一个螺钉)将外壳框架固连到安装板。因此，利用这样的设计，外壳框架可以明确限定的方式平稳地枢转到安装板上，而不需要大的力。

这可例如通过合适的公差(尤其是安装板的边框和周向侧壁之间的型面配合的公差)来实现，从而允许上述枢转运动。例如，安装板的边框在从该至少一个第一突起到机械连接器的方向上的长度小于周向侧壁在从该至少一个第二突起到该至少一个机械连接器的方向上的内部长度。

备选地或另外，安装板和外壳框架构造成使得：如果外壳框架在垂直于基板的方向上并以平行于基板的取向被按压到安装板上，则该至少一个第一突起卡扣在该至少一个第二突起上，以便使突起以形锁合方式互锁，并且同时安装板的边框接收在安装框架的周向侧壁中，使得外壳框架固连到或可固连到安装板。因此，即使不遵循上述枢转运动，外壳框架也能够可靠地固定在安装板上。

最优选地，安装板和外壳框架构造成使得通过枢转外壳框架以及通过在垂直于基板的方向上按压外壳框架的上述连接都是可能的。在这种情况下，在安装时损坏外壳的风险进一步降低。

特别地，该至少一个第一突起在与基板相对的一侧处具有倾斜表面，该倾斜表面优选地在远离边框的外表面的方向上倾斜，和/或该至少一个第二突起在面向安装板的一侧处具有倾斜表面，该倾斜表面优选地在远离侧壁的方向上倾斜。如果外壳框架在垂直于基板的方向上和以平行于基板的取向被按压到安装板上，则倾斜表面使得外壳框架能够滑过安装板。然而，代替倾斜表面或除了倾斜表面之外，可增加外壳框架和安装板之间的公差。

在另一个优选实施例中，该至少一个第一突起在平行于基板的方向上不高出基板和/或该至少一个第二突起与侧壁的边缘齐平。这种构造降低了在安装期间损坏的风险，因为易受损的突起被安装板和/或外壳框架更好地保护。然而，在其它实施例中，突起可能不同地设计。

在另一个实施例中，安装板的边框和/或外壳框架的侧壁包括断裂部段，尤其是固定有至少一个预定断开点，特别是用于获得线缆通道。这允许房间单元例如用作表面安装单元(其中断裂部段优选地从安装板和/或外壳框架的侧壁被移除以用于引入连接线缆)以及安装在齐平安装盒上的单元，其中断裂部段保持在安装板和/或外壳框架的侧壁中。在后一种情况下，来自齐平安装盒的连接线缆可例如通过基板中的通孔引入房间单元中。因此，断裂部段有助于增加安装板在安装在齐平安装盒上时的稳定性和外壳框架的稳定性。然而，断裂部段是任选元件，如果期望，其可被省略。

特别地，控制器布置在印刷电路板上。典型的印刷电路板是坚固的，并且可以节省空间的方式固定在外壳中。

此外，房间单元优选地包括至少一个传感器，以测量环境空气的至少一个参数，尤其是温度、湿度、挥发性有机化合物(VOC)、颗粒物质和/或CO₂的浓度。

更优选地，房间单元包括：

a)控制器，其布置在第一印刷电路板上；

b)以及至少一个温度传感器，其用于测量环境空气的温度，其中，该至少一个温度传感器布置在第二印刷电路板的前侧上；其中，第二印刷电路板从第一印刷电路板突出，尤其是在垂直于第一印刷电路板的方向上；

其中，第二印刷电路板布置成使得第二印刷电路板的背侧与外壳的内表面物理接触。

事实证明，该至少一个温度传感器布置在从第一印刷电路板突出并且经由其背侧与外壳的内表面物理接触的第二印刷电路板的前侧上的组合是高度有益的。利用这种配置，温度传感器与作为房间单元的控制器的部分的发热元件(例如，微处理器或其它电子部件)热解耦。同时，基本上对应于受控房间、空间或区域中的环境空气的温度的房间单元的外壳的温度分别高效地耦合到第二印刷电路板或温度传感器。这允许在受控房间、空间或区域中的温度变化时获得快速响应时间。

因此，本发明的配置允许基本上独立于第一印刷电路板上的控制器的放热准确地测量环境室温。

此外，本发明的布置可利用印刷电路板的既定标准组装方法获得。换句话说，不需要复杂的制造过程，或者甚至不需要手工劳动。因此，本发明的布置可以高效和成本有效的方式生产。

尤其是，第二印刷电路板被固定(尤其是软钎焊和/或插入)在第一印刷电路板上，特别是利用至少一个或多个插头连接器。优选地，存在至少两个、三个或更多个插头连接器。插头连接器优选地为电连接器。这允许两个电路板之间的紧凑且机械稳定的连接。然而，其它配置也是可能的。

根据优选实施例，第二印刷电路板的背侧包括导热涂层，该涂层与外壳的内表面接触。在这种情况下，第二印刷电路板的导热涂层充当第二印刷电路板和外壳之间的热桥。这大大增强了外壳分别与第二印刷电路板或温度传感器之间的热耦合，这进而又改进了在受控房间、空间或区域中温度变化时的响应时间。

然而，根据具体应用，可省略涂层，以便简化配置。

优选地，导热材料是具有至少10W/(m·K)、优选地至少100W/(m·K)、特别是至少200W/(m·K)的热导率(λ)的材料，其中，热导率是在0℃、1.013巴的压力和50％的湿度下测量的。

特别地，导热材料是金属材料，特别地包括铜、铝、银和/或金或由其组成。这些材料的特征是相对高的热导率，同时在机械和化学上稳定，以用作本发明的房间单元中的涂层。然而，其它材料可能也是合适的。

如果存在，导热材料的涂层优选地覆盖第二印刷电路板的背侧区域的至少50％，尤其是至少75％，特别是至少90％。

优选地，导热材料的涂层的厚度为0.001-1mm，尤其是0.01-0.5mm，特别是0.02-0.05mm。

这导致外壳和第二印刷电路板之间的高效耦合。然而，如果具体实施例期望，导热涂层的面积份额可低于50％和/或厚度可不同地选择。

根据另一优选实施例，用于测量环境空气的湿度的至少一个湿度传感器另外布置在第二印刷电路板上。另外，对于这些类型的传感器，可靠的温度条件也是重要的。当然，第二印刷电路板可包括另外的传感器。

特别地，用于测量环境空气的温度和湿度的组合传感器布置在第二印刷电路板上。这导致节省空间的结构和传感器的更容易读出。

尤其是，该至少一个温度传感器、该至少一个湿度传感器和/或组合传感器是有源传感器。在本上下文中，有源传感器意指由来自除被感测的源之外的源的输入能量供电以用于传递输出信号的传感器设备。相比之下，无源传感器在没有输入能量的情况下工作。如果期望，本发明也可利用无源传感器来实现。

在另一优选实施例中，用于测量环境空气的另外的参数的另外的传感器布置在第一印刷电路板上，特别地，该另外的传感器是用于测量挥发性有机化合物(VOC)、颗粒物质和/或CO₂的浓度的传感器。这些类型的传感器典型地在操作期间产生相当大的量的热量。因此，有益的是将它们布置在第一印刷电路板上，即与包括温度传感器的第二印刷电路板热解耦。

然而，布置在第一印刷电路板上的用于测量环境空气的另外的参数的另外的传感器是任选的。

优选地，第二印刷电路板位于第一印刷电路板的边缘处。通过将第一印刷电路板放置在内表面附近，这允许第二印刷电路板和外壳的内表面直接接触。另外，第二印刷电路板可与第一印刷电路板上的发热部件尽可能远地分离。然而，其它配置也是可能的。例如，第二印刷电路板可位于第一印刷电路板的更中心部段上。在这种情况下，外壳可以用于接触第二印刷电路板的内部凸起为特征。

优选地，关于房间单元的安装状态，

-控制器在水平方向上与第二印刷电路板间隔开，其中，优选地，控制器在水平方向上位于第一印刷电路板的另一半而不是第二印刷电路板中；和/或

-控制器在竖直方向上与第二印刷电路板间隔开，其中，优选地，控制器位于第二印刷电路板上方；和/或

-第二印刷电路板位于第一印刷电路板的下半部中；和/或

-如果存在，用于测量关于房间单元的安装状态的环境空气的另外的参数的另外的传感器布置在第一印刷电路板的在竖直方向上在第二印刷电路板上方的部段中。

通过这些措施，第二印刷电路板可最佳地与第一印刷电路板上的发热部件分离。因此，如果第二印刷电路板在竖直方向上位于发热部件下方，则由这些部件产生的上升的热量将不会围绕第二印刷电路板流动。然而，其它配置也是可能的。

特别地，在安装有第二印刷电路板的第一印刷电路板的第一部段中，

-在第一印刷电路板上或内没有金属接地层；和/或

-在第一印刷电路板上或内的金属连接线和/或金属接地层的表面积相对于第一部段的总表面积低于50％，尤其是低于25％，特别是低于10％；和/或

-第一部段通过第一印刷电路板中的至少一个狭缝形开口与控制器位于其中的第一印刷电路板的第二部段分离，尤其是用于将这两个部段热解耦。

在另一优选实施例中，第一印刷电路板包括第三部段，该至少一个另外的传感器位于该第三部段中，其中，第三部段通过第一印刷电路板中的至少一个另外的狭缝形开口与第一和/或第二部段分离，尤其是用于将第三部段与第一和/或第二部段热解耦。

在上述实施例中，第一部段优选地具有相对于第一印刷电路板的总表面积的5-50％、尤其是7-30％、特别是10-20％的表面份额。

这些措施每一个单独地并且甚至更多地彼此组合地帮助进一步将第二印刷电路板与第一印刷电路板热解耦。

特别地，外壳框架包括支撑结构，尤其是托盘，以用于承载控制器或具有控制器的印刷电路板，尤其是第一印刷电路板，其中控制器在由侧壁围绕的内部空间内布置在印刷电路板上，尤其是在支撑结构背向壁和/或安装板的一侧上。

支撑结构优选地限定电路板在外壳中的固定位置。如果支撑结构存在于上面提及的外壳框架中，则带有第二印刷电路板的第一印刷电路板可预先安装在支撑结构上，并且随后附接到安装板。这大大简化了安装和维护。

尤其是，支撑结构覆盖由外壳框架的侧壁围绕的内部空间的横截面积的50-100％，尤其是70-90％。这允许将外壳分成两个不同的空间，使得例如电路板可在安装期间免受不期望的力。

印刷电路板(尤其是第一印刷电路板)优选地包括一个或多个插头连接器，特别是用于将控制器连接到连接装置。

在这种情况下，优选地，安装板包括：用于将设备连接到HVAC系统的连接装置，尤其是用于总线系统(尤其是现场总线系统)的连接器；和/或插座，其构造用于接收印刷电路板(尤其是第一印刷电路板)的一个或多个插头连接器。

最优选地，印刷电路板(尤其是第一印刷电路板)的插头连接器和连接装置构造成使得一个或多个插头连接器可插入或插入插座中，尤其是通过支撑结构中的开口，尤其是在垂直于安装板的方向上。

这允许容易和安全的安装，因为印刷电路板(尤其是第一印刷电路板)可简单地按压在连接装置上以用于建立连接。

前外壳部分优选地是外壳的单独部分，其构造成固定在外壳框架上，尤其是利用至少一个卡扣式连接器。

根据优选实施例，前外壳部分包括显示器，优选地电子纸显示器，尤其是覆盖有透明盖的显示器。这允许显示关于设置值和测量参数的信息。

特别地，显示器是触摸屏或者由触敏箔上覆。这样的显示器可用作输入设备来由用户设置诸如例如期望的室温、通风强度等的值。

在另一个优选实施例中，前外壳部分是盲盖。在这种情况下，不存在显示器，并且房间单元旨在在没有用户输入或者用户输入经由其它输入设备(例如，无线通信模块)提供的情况下起作用。

此外，房间单元优选地包括短程无线通信模块，该模块允许与移动设备进行无线通信，以便在移动设备和房间单元之间交换数据，并且反之亦然。

进一步优选地，房间单元包括用于无线通信的天线，尤其是上面提及的短程无线通信模块的天线。

最优选地，天线布置在显示器的后面，尤其是与显示器的背侧物理接触。特别地，天线可与显示器松散接触，或者天线附接到显示器的背侧。在特殊实施例中，天线实质上结合到显示器的背侧，尤其是粘性地结合到显示器的背侧。

事实证明，将天线布置在显示器后面是非常有益的。因此，天线可附接到显示器的背侧。这简化了安装，并在安装和维护期间保护天线。然而，典型地用于短程无线频率的电磁波足以穿透显示器，因为它们通常用于房间单元。另外，天线被最佳地放置在房间单元中，以用于与移动设备建立可靠的连接。如事实证明的，用户直觉上倾向于将移动设备保持在显示器的前面。因此，如果天线位于显示器的后面，则在第一次尝试中获得可靠连接的机会被大大提高。因此，天线在显示器后面的布置导致协同效应。

如果前外壳部分是盲盖，则天线优选地分别物理接触或附接到盲盖的背侧或内侧。

优选地，天线是平面天线，尤其是微带天线和/或箔天线，特别是包括在呈塑料箔形式的衬底中和/或衬底上的导电天线元件。这样的天线相当坚固和紧凑。

特别地，天线的外部尺寸等于或小于显示器的大小。因此，在这种情况下，天线由盲盖或显示器完全覆盖，从而导致最大程度的保护。

根据另一优选实施例，天线是平面框架形天线，尤其是其形状和外部尺寸等于显示器的外部尺寸或盲盖的内部尺寸。具有这样的形状的天线可覆盖前外壳部分和/或显示器的整个区域，并且即使移动设备定位在外壳和/或显示器的边缘处，也能确保与移动设备的良好连接。

在另一个实施例中，天线可具有平面矩形片的形式。

进一步优选地，前外壳部分包括用于承载显示器、透明盖、触敏箔和/或天线的框架元件，其中，优选地，框架元件包括用于将框架元件连接到外壳框架的卡扣式连接装置。这样的框架元件支撑并保护部件的叠堆。

尤其是，控制器包括微控制器或微处理器以及至少一个存储器。在安装状态下，控制器尤其是经由插头连接器特别地电连接到连接装置。如果存在，控制器还可连接到显示器、第二印刷电路板、至少一个传感器和/或至少一个另外的传感器。

特别地，控制器配置成向HVAC系统发送数据和从HVAC系统接收数据。此外，控制器可配置用于在显示器(如果存在)上呈现数据和/或从输入设备(如果存在)读取数据。该数据包括例如温度数据、湿度数据、CO₂数据、关于颗粒物质的数据和/或通风数据。

本发明的另一方面涉及用于安装如上所述的房间单元的方法，该方法包括以下步骤：

a)将安装板固定在建筑物的壁上，其中，安装板布置成使得安装板的至少一个第一突起位于边框的上外表面上；

b)将外壳框架附接在安装板的上侧处，使得外壳框架的至少一个第二突起以形锁合方式与至少一个第一突起互锁，并且外壳框架以一角度离开安装板；

c)将外壳框架围绕互锁突起枢转，以便完全接收安装板的边框；

d)将外壳框架利用机械连接器固连到安装板；

e)将前外壳部分附接到外壳框架，并且因此在与安装板相对的自由端部处封闭外壳框架。

只要有意义，步骤a)至e)可以任何顺序执行。例如，步骤a)至e)可以给定的顺序执行。另一种可能性是例如首先执行步骤e)并且然后以给定的顺序执行步骤a)至d)。

关于本发明的方法同样给出了上文结合房间单元描述的优点。优选地，当实施本发明的方法时，也实现了房间单元的上述优选实施例和特征。

下面描述本发明的第二解决方案。独立于上述第一解决方案的第二解决方案涉及用于HVAC系统的房间单元，该房间单元包括控制器、外壳和短程无线通信模块，该短程无线通信模块允许与移动设备进行无线通信，以用于在移动设备和房间单元之间的数据交换，并且反之亦然，其中，该单元还包括显示器，其中，显示器是触摸屏或者显示器由触敏箔上覆，并且其中，短程无线通信模块的天线布置在显示器的后面。

在第二解决方案的情况下，外壳不一定包括如上所述的安装板、外壳框架和前外壳部分。相反，外壳可具有任何类型的设计。

根据优选实施例，显示器是电子纸显示器，尤其是覆盖有透明盖的显示器。

特别地，显示器是触摸屏或者由触敏箔上覆。这样的显示器可用作输入设备来由用户设置诸如例如期望的室温、通风强度等的值。

尤其是，天线可与显示器松散接触，或者天线附接到显示器的背侧。在特殊实施例中，天线实质上结合到显示器的背侧，尤其是粘性地结合到显示器的背侧。

优选地，天线是平面天线，尤其是微带天线和/或箔天线，特别是包括在呈塑料箔形式的衬底中和/或衬底上的导电天线元件。这样的天线相当坚固和紧凑。

尤其是，天线的外部尺寸等于或小于显示器的大小。因此，在这种情况下，天线由显示器完全覆盖，从而导致最大程度的保护。

根据另一优选实施例，天线是平面框架形天线，尤其是其形状和外部尺寸等于显示器的外部尺寸。具有这样的形状的天线可覆盖显示器的整个区域，并且即使移动设备定位在外壳和/或显示器的边缘处，也能确保与移动设备的良好连接。

在另一个实施例中，天线可具有平面矩形片的形式。

此外，房间单元优选地包括至少一个传感器，以测量环境空气的至少一个参数，尤其是温度、湿度、挥发性有机化合物(VOC)、颗粒物质和/或CO₂的浓度。

进一步优选地，外壳包括用于承载显示器、透明盖、触敏箔和/或天线的框架元件，其中，优选地，框架包括用于将框架元件连接到外壳框架的卡扣式连接装置。这样的框架元件支撑并保护部件的叠堆。

尤其是，控制器布置在印刷电路板上。典型的印刷电路板是稳固的，并且可以节省空间的方式固定在外壳中。

尤其是，控制器包括微控制器或微处理器以及至少一个存储器。在安装状态下，控制器尤其是经由插头连接器特别地电连接到连接装置。如果存在，控制器还可连接到显示器、第二印刷电路板、至少一个传感器和/或至少一个另外的传感器。

特别地，控制器配置成向HVAC系统发送数据和从HVAC系统接收数据。此外，控制器可配置用于在显示器(如果存在)上呈现数据和/或从输入设备(如果存在)读取数据。该数据包括例如温度数据、湿度数据、CO₂数据、关于颗粒物质的数据和/或通风数据。

关于第二解决方案的各个特征同样给出了上文结合第一解决方案的特征描述的优点。

其它有利的实施例和特征的组合来自下面的详细描述和全部权利要求。

附图说明

用于解释实施例的附图示出如下：

图1示出了用于在房间单元中使用的外壳框架、印刷电路板、框架元件、用于无线通信的平面框架形天线和具有触摸功能的电子纸显示器的分解透视图；

图2示出了图1的外壳框架的部分的透视图；

图3示出了与图1的部件一起在房间单元中使用的安装板，该安装板包括基板，该基板具有垂直地远离基板伸出的周向边框；

图4示出了图3的安装板的上表面的俯视图，其中两个第一突起远离边框的外表面突出；

图5示出了在图1的外壳框架和图3的安装板的连接期间的中间状态；

图6示出了在图5中所示的中间状态下外壳框架和安装板之间的互锁的详细视图；

图7示出了在将外壳框架枢转到关闭状态之后外壳框架和安装板之间的互锁的详细视图；

图8示出了包括第一印刷电路板和在垂直于第一印刷电路板的方向上从第一印刷电路板的边缘突出的第二印刷电路板的印刷电路板；

图9示出了图8的印刷电路板的另一个视图；

图10示出了从与安装板相对的一侧安装在图1的外壳框架中的图8和图9的印刷电路板的俯视图(没有附接框架元件、天线和显示器)；

图11从正面侧示出了第二印刷电路板的详细视图；

图12示出了在组装状态下包括如图1至图11中所示的部件的房间单元的透视图；

图13示出了另一个房间单元，该房间单元包括代替显示器的作为前外壳部分的盲盖；

图14示出了用于将图12和图13的房间单元安装在建筑物的壁上的方法的示意图。

在附图中，相同的部件被赋予相同的参考标记。

具体实施方式

图1示出了外壳框架20、印刷电路板30、框架元件40、用于无线通信的平面框架形微带天线50和具有触摸功能的电子纸显示器60的分解视图，它们是如图12中所示的第一房间单元1的部件。

外壳框架20包括包围外壳框架20的内部空间的周向侧壁210。侧壁210包括在底侧201(相对于安装状态在竖直方向上)处紧挨狭缝形通气口的两个孔230a、230b，以用于将外壳框架20固定在安装板10上(参见图2至图4)。与底侧201相对的上侧202(相对于安装状态在竖直方向上)包括另外的狭缝形通气口。

外壳框架20的内部空间被分成下部部分和上部部分，上部部分具有托盘状支撑结构220，该支撑结构220具有用于接收印刷电路板30的若干通孔(breakthrough)。

印刷电路板30包括第一印刷电路板310和在垂直于第一印刷电路板310的方向上从第一印刷电路板310的边缘突出的第二印刷电路板320。在中心部分中，存在在朝向外壳框架20的方向上突出的8个插头连接器330(在图1中仅插头连接器的背侧端部可见)。图8至图11中给出了印刷电路板30和外壳框架20中的布置的进一步的细节。

外壳框架20的侧壁210的内表面211的截面构造用于在组装状态下接触第二印刷电路板320。在支撑结构220的中心部分中，存在8个圆形开口221，以用于穿过印刷电路板的插头连接器330。存在用于容纳印刷电路板30的大体积电子部件的其它通孔。

框架元件40包括周向边缘410以及若干支撑肋，并且构造用于接收平面框架形微带天线50和触摸屏显示器60。在组装状态下，天线50位于与其物理接触的显示器60的背侧610。天线50的外部尺寸与显示器60的外部尺寸基本上相同。由天线50和显示器60组成的叠堆可实质上结合到框架40。然后，框架40可利用十个卡扣式连接器420附接到外壳框架20，该卡扣式连接器420可与在侧壁210的内表面211处的相应对应物接合。

框架元件40和显示器60一起形成前外壳部分。

图2示出了与印刷电路板30相对的外壳框架20的视图。在上侧202的内侧处，侧壁210包括两个楔形突起250a、250b，它们远离侧壁210的内表面朝向外壳框架20的相对内表面伸出。

此外，在两个突起250a、250b之间存在呈凹部形式的连接元件260b，其是用于将外壳框架20固定到安装板10的机械卡扣式连接器的部分。在与突起250a、250b相对的一侧处，还存在设计方面相同的另一个连接元件260a。

图3示出了包括正方形基板110的安装板10，该正方形基板110具有垂直地远离基板110伸出的周向边框120，其中，该边框从基板110的周向边缘向内偏移达大约安装框架20的侧壁210的厚度。侧壁210构造用于利用型面配合接收安装板10的边框120。

在边框120的底侧101(相对于安装状态在竖直方向上)，在边框120后面的螺母中布置有两个无头螺钉150a、150b，其中，在如图3中所示的第一位置中，螺钉150a、150b完全位于安装板10的边框120的外表面下方。如果安装板10的边框120接收在外壳框架20中，并且使螺钉150a、150b进入第二位置中，其中在该位置中，螺钉150a、150b从边框120的外表面向外突出到对应的孔230a、230b中，则外壳框架20在组装状态下另外固连到安装板10。

另外，在边框120的底侧101的中心部分中，存在呈凸起形式的连接元件140a，其构造成与外壳框架20的连接元件260a接合。因此，连接元件140a、260a形成卡扣式连接器。

在边框120的上侧102(相对于安装状态在竖直方向上)的中心部分处存在另一个连接元件140b，该连接元件140b与外壳框架20的连接元件260b在设计方面相同，并且构造成与外壳框架20的连接元件260b接合，从而形成另一个卡扣式连接器。

包括连接器元件260a、260b的侧壁210的部段构造为断裂部段。

在与底侧101相对的边框的上侧102处，存在两个间隔开的楔形突起130a、130b(在图3中不可见；参考图4)，它们在平行于基板110的方向上远离边框120的外表面伸出。

在本发明的上下文中，突起130a、130b被称为第一突起，并且突起250a、250b被称为第二突起。

基板的第一突起130a、130b和外壳框架20的相应的第二突起250a、250b构造成使得当安装板10的边框110至少部分地接收在安装框架20的周向侧壁210中时第一突起和第二突起可利用型面配合彼此互锁(更多细节参见图5至图7)。

包括连接元件140a、140b的边框120的部段构造为各自具有两个预定断裂点的断裂部段。

另外，存在构造用于接收印刷电路板30的插头连接器330的插座160。插头连接器可在垂直于安装板10的方向上穿过支撑结构220中的圆形开口221插入插座160中。

图4示出了到安装板10的上表面102上的俯视图，示出了在平行于基板110的方向上远离边框120的外表面(即，在图4中到观察者的方向上)突出的第一突起130a、130b。

图5示出了在外壳框架20和安装板10的连接过程期间的中间状态。由此，部件30、40、50和60已经附接到外壳框架20，并且安装板已经预先固定在建筑物(未示出)的壁上。具体地，外壳框架20利用其突起250a、250b钩到在竖直方向上从安装板10的边框120的上侧突出的突起130a、130b上。由此，外壳框架相对于基板110以一角度(以例如25°的角度)离开。

图6示出了在沿着图5的线A-A的左上角的横截面中第一突起130a和第二突起130b之间的互锁的详细视图。

此后，外壳框架20围绕互锁的突起130a、130b、250a、250b枢转，直到连接元件140a、260a(即卡扣式连接器)接合，并与互锁的连接元件140a、260a一起将外壳框架20固连到安装板10。这种情况的对应详细视图在图7中示出。此后，通过使螺钉150a、150b与孔230a、230b接合，外壳框架可进一步利用螺钉150a、150b固连。在图12中，示出了处于组装状态的所得房间单元1的透视图。

为了能够实现枢转运动，相应地选择侧壁210和安装板10的边框120之间的型面配合的公差。此外，公差允许在垂直于安装板10的方向上按压外壳框架，使得突起130a、130b、250a、250b和连接元件140a、260a可在不先钩住的情况下滑过。

图8和图9从不同视角示出了印刷电路板30。如已经提及的，印刷电路板30包括第一印刷电路板310和在垂直于第一印刷电路板310的方向上从第一印刷电路板310的边缘突出的第二印刷电路板320。第二印刷电路板320例如软钎焊到具有插头连接器的第一印刷电路板。

在第一印刷电路板310上布置了包括微处理器和存储器的控制器340，而在第二印刷电路板320的前侧320a上布置了用于测量环境空气的温度和湿度的组合传感器321。

在中心部分中，存在在垂直于第一印刷电路板310的方向上突出的8个插头连接器330。

其中安装了第二印刷电路板的第一印刷电路板310的第一部段311通过狭缝形开口312与包括控制器340的部段分离，以用于热解耦两个部段。

第二印刷电路板320的背侧320b基本上在整个表面区域上涂覆有厚度为例如35μm的铜涂层。

图10示出了从与安装板相对的一侧安装在外壳框架20中的印刷电路板30上的俯视图(没有附接框架元件40、天线50和显示器60)。在图10的左下角，第二印刷电路板320的背侧320b与外壳框架20的侧壁210的内表面物理接触，以实现热耦合。如果期望，另一个传感器360(例如，CO₂传感器)可布置在部段311中，该部段优选地通过狭缝形开口与第二印刷电路320和控制器隔离。

如果房间单元按预期安装成外壳的底表面201指向地板并且上表面202指向建筑物的天花板，则由控制器和任选的另一个传感器产生的任何上升热量将不会围绕第二印刷电路板流动。

图11从正面侧示出了第二印刷电路板320的详细视图。

图12示出了在组装状态下包括如图1至图11中所示的部件的房间单元1的透视图。

图13示出了在设计方面与房间单元1基本上相同的另一个房间单元1’。然而，代替显示器60，房间单元1’包括盲盖60’。

图14示出了用于安装图12或图13的房间单元的方法700，其中在第一步骤701中，前外壳部分(即框架元件40、天线50和显示器60或盲盖60’)附接到外壳框架20，并且因此外壳框架20在自由端部处封闭。

在第二步骤702中，安装板10固定在建筑物的壁上，其中安装板布置成使得安装板10的第一突起130a、130b位于边框120的上外表面上。

在第三步骤703中，外壳框架20附接在安装板10的上侧102处，使得外壳框架20的第二突起250a、250b以形锁合方式与第一突起130a、130b互锁，并且外壳框架20在图5中以一角度离开安装板10。

随后，在第四步骤704中，外壳框架20围绕互锁的突起130a、130b、250a、250b枢转，以便完全接收安装板10的边框120。

在第五步骤705中，外壳框架20利用连接元件140a、260a固连到安装板10。此后，通过使螺钉150a、150b与孔230a、230b接合，外壳框架可进一步利用螺钉150a、150b固连。

当然，安装还包括将电缆从HVAC系统连接到插座160。

因此，本领域技术人员将意识到，本发明可在不脱离其精神或基本特征的情况下以其它特定形式实施。因此，目前公开的实施例在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的。

总之，要注意的是，本发明提供了高度有益的房间单元，其尺寸紧凑且易于安装和维护。特别地，房间单元在安装和维护期间不正确操纵的情况下是不受损害的，并且尽管尺寸紧凑，房间单元还能够可靠地测量受控房间、空间或区域中的环境空气参数，尤其是环境温度。

Claims (19)

1.用于HVAC系统的房间单元，包括将所述设备连接到所述HVAC系统的连接装置、控制器和外壳，其中，所述外壳包括：

a)安装板，其用于将所述房间单元安装在建筑物的壁上，其中，所述安装板包括基板，所述基板具有垂直地远离所述基板伸出的周向边框，并且其中，所述安装板包括在平行于所述基板的方向上远离所述边框的外表面伸出的至少一个第一突起；

b)外壳框架，其能够附接到所述安装板，其中，所述外壳框架包括周向侧壁，所述周向侧壁侧向地围绕所述房间单元的内部，并且其中，所述侧壁构造用于利用型面配合接收所述安装板的所述边框；其中，所述外壳框架包括至少一个第二突起，所述至少一个第二突起远离所述侧壁的内表面朝向所述外壳框架的相对内表面伸出；其中，所述安装板的所述至少一个第一突起和所述外壳框架的所述至少一个第二突起构造成使得当所述安装板的所述边框至少部分地接收在所述安装框架的所述周向侧壁中时所述至少一个第一突起和所述至少一个第二突起能够利用型面配合彼此互锁；

c)至少一个机械连接器，其在与所述至少一个第一突起和所述至少一个第二突起相对的一侧处，以用于当所述至少一个第一突起和所述第二突起以型面配合互锁并且所述安装板的所述边框完全接收在所述安装框架中时将所述外壳框架固连到所述安装板，以及

d)前外壳部分，其构造用于在与所述安装板相对的自由端部处封闭所述外壳框架。

2.根据权利要求1所述的房间单元，其中，关于所述房间单元的安装状态，所述安装板的所述至少一个第一突起位于所述边框的上外表面上，并且所述外壳框架的所述至少一个第二突起位于所述侧壁的上内表面上，并且其中，关于所述房间单元的安装状态，所述至少一个机械连接器位于所述外壳的底侧处。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的房间单元，其中，所述机械连接器包括卡扣式连接器，所述卡扣式连接器具有：布置在所述安装板处、尤其是在所述边框处的第一连接元件，以及布置在所述外壳框架处、尤其是在所述外壳框架的所述侧壁处的第二连接元件。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的房间单元，其中，所述机械连接器包括允许将所述外壳框架固连到所述安装板的至少一个螺钉，特别是至少两个螺钉。

5.根据权利要求4所述的房间单元，其中，所述至少一个螺钉布置在所述安装板的所述边框中，尤其是在螺母中，并且所述外壳框架包括至少一个孔，其中，在第一位置中，所述螺钉完全位于所述安装板的所述边框的外表面下方，并且在第二位置中，所述螺钉突出到所述边框的所述外表面之外，其中，如果所述安装板的所述边框接收在所述外壳框架中并且使所述螺钉进入所述第二位置，则所述至少一个螺钉突出到所述至少一个孔中以用于将所述外壳框架固连到所述安装板。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的房间单元，其中，所述安装板和所述外壳框架构造成使得在所述外壳框架相对于所述基板以一角度、尤其是5-45°的角度离开时所述第一突起和所述第二突起能够以形锁合方式互锁，并且所述外壳框架能够围绕互锁的突起枢转，以便完全接收所述安装板的所述边框，并且利用所述机械连接器、尤其是所述卡扣式连接器和/或所述至少一个螺钉将所述外壳框架固连到所述安装板。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的房间单元，其中，所述安装板和所述外壳框架构造成使得：如果所述外壳框架在垂直于所述基板的方向上并以平行于所述基板的取向被按压到所述安装板上，则所述至少一个第一突起卡扣在所述至少一个第二突起上，以便使所述突起以形锁合方式互锁，并且同时所述安装板的所述边框接收在所述安装框架的所述周向侧壁中，使得所述外壳框架固连到或能够固连到所述安装板。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的房间单元，其中，所述控制器布置在印刷电路板上，其中，优选地，所述印刷电路板包括一个或多个插头连接器，特别是用于将所述控制器连接到所述连接装置。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的房间单元，其中，所述外壳框架包括支撑结构，尤其是托盘，以用于承载所述控制器或具有所述控制器的所述印刷电路板，所述控制器在由所述侧壁围绕的内部空间内布置在所述印刷电路板上，尤其是在所述支撑结构背向所述壁和/或所述安装板的一侧上。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的房间单元，其中，所述安装板包括：连接装置，其将所述设备连接到所述HVAC系统，尤其是用于总线系统、优选地用于现场总线系统的连接器；和/或插座，其构造用于接收所述印刷电路板的所述一个或多个插头连接器。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的房间单元，其中，所述印刷电路板的所述插头连接器和所述连接装置构造成使得所述一个或多个插头连接器能够在垂直于所述基板的方向上插入所述插座，尤其是通过所述支撑结构中的开口，尤其是使得当将所述外壳框架附接到所述安装板时所述一个或多个插头连接器被自动地引入所述插座中。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的房间单元，其中，所述房间单元包括用于测量环境空气的至少一个参数的至少一个传感器。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的房间单元，其中，所述前外壳部分是所述外壳的单独部分，其构造成固定在所述外壳框架上，尤其是利用至少一个卡扣式连接器。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的房间单元，其中，所述前外壳部分包括显示器，优选地电子纸显示器，尤其是覆盖有透明盖的显示器，其中，优选地，所述显示器是触摸屏或由触敏箔上覆。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的房间单元，包括短程无线通信模块，所述短程无线通信模块允许与移动设备进行无线通信，以用于在所述移动设备和所述房间单元之间的数据交换，并且反之亦然，并且其中，所述短程无线通信模块的天线布置在所述显示器的后面，尤其是与所述显示器的背侧物理接触。

16.根据权利要求15所述的房间单元，其中，所述天线是平面天线，尤其是微带天线和/或箔天线，特别是包括在呈塑料箔形式的衬底中和/或呈塑料箔形式的衬底上的导电天线元件。

17.根据权利要求15至16中任一项所述的房间单元，其中，所述天线的外部尺寸等于或小于所述显示器的大小。

18.根据权利要求1至17所述的房间单元，其中，所述前外壳部分包括用于承载所述显示器、所述透明盖、所述触敏箔和/或所述天线的框架元件，其中，优选地，所述框架包括用于将所述框架元件连接到所述外壳框架的卡扣式连接装置。

19.用于安装根据权利要求1至18中任一项所述的房间单元的方法，包括以下步骤：

a)将所述安装板固定在建筑物的壁上，其中，所述安装板布置成使得所述安装板的所述至少一个第一突起位于所述边框的上外表面上；

b)将所述外壳框架附接在所述安装板的所述上侧处，使得所述外壳框架的所述至少一个第二突起以形锁合方式与所述至少一个第一突起互锁，并且所述外壳框架以一角度离开所述安装板；

c)将所述外壳框架围绕互锁突起枢转，以便完全接收所述安装板的所述边框；

d)将所述外壳框架利用所述机械连接器固连到所述安装板；

e)将所述前外壳部分附接到所述外壳框架，并且因此在与所述安装板相对的所述自由端部处封闭所述外壳框架。