用于改善溫控裝置的響應(yīng)時(shí)間的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本教導(dǎo)通常設(shè)及改善溫控裝置的性能，并且具體設(shè)及提高加熱裝置變熱的速率?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002] 本教導(dǎo)基于提供提高其中的加熱裝置向使用者提供制熱和/或制冷的速率的溫 控裝置（例如，加熱和/或制冷系統(tǒng)）。一般地，用于向車輛座椅提供熱舒適度的加熱系統(tǒng) 和/或加熱和制冷系統(tǒng)包括加熱器和/或風(fēng)扇。通常，該些加熱器是車輛座椅內(nèi)所安裝的 電阻加熱器。所采用的電阻加熱器的一些非限制性示例是鋼絲（laywire)加熱器、正溫度 系數(shù)加熱器（PTC)、碳線束、碳片材、包括碳、鑲或該兩者的片材和/或線束（strands)、或者 在被施加能量的情況下變熱的任何其它類型的加熱系統(tǒng)。然而，該些加熱器在冷的情況下， 需要時(shí)間W變熱、對(duì)周圍元件進(jìn)行加熱、滲透一個(gè)或多個(gè)層或該些操作的組合，W使得乘員 感受到來自加熱器的熱；或者在制冷裝置熱的情況下，需要時(shí)間W提供制冷。在接通加熱器 之前，加熱器、座椅、空氣或它們的組合的環(huán)境溫度越冷，乘員體驗(yàn)到溫暖所需的時(shí)間越長， 或者相反，在接通制冷裝置之前制冷裝置、座椅、空氣或它們的組合的環(huán)境溫度越熱，乘員 體驗(yàn)到?jīng)鏊璧臅r(shí)間越長?，F(xiàn)有系統(tǒng)具有從接通該些現(xiàn)有系統(tǒng)的時(shí)間起直到乘員體驗(yàn)到 制熱和/或制冷的增加為止的過渡期（rampon)。對(duì)于駕駛了僅幾英里的乘員，到該乘員到 達(dá)他們的期望位置時(shí)，車輛座椅甚至可能還沒有變暖和和/或涼爽。盡管如今已存在該些 技術(shù)，但汽車制造商和車輛所有者繼續(xù)尋求更快地變熱的加熱座椅和更快地變冷的制冷座 椅。
[0003] 具有快速加熱的加熱系統(tǒng)和/或快速制冷的制冷系統(tǒng)W使得在接通加熱器之后 使用者立即體驗(yàn)到溫度變化，該很具吸引力。具有在60秒或更短時(shí)間內(nèi)達(dá)到最高溫度的 70 %的加熱裝置和/或制冷裝置很具吸引力。在美國專利4, 849, 611、美國專利5, 369, 247、 美國專利6, 914, 217、美國專利7, 615, 879和美國專利7, 801，661中可W發(fā)現(xiàn)嘗試提升電力 的示例，其中所有該些專利均通過引用而包含于此W用于所有目的。
[0004] 需要快速達(dá)到使用者體驗(yàn)到加熱和/或制冷感覺的溫度的溫控裝置。還需要在監(jiān) 測加熱器的溫度的情況下進(jìn)行快速加熱W使得加熱器不會(huì)因快速加熱而被損壞的加熱系 統(tǒng)。具有如下的溫控裝置將很具吸引力，其中該溫控裝置在60秒或更短時(shí)間內(nèi)達(dá)到其最高 溫度的70%、優(yōu)選為在60秒或更短時(shí)間內(nèi)達(dá)到其最高溫度的85%、更優(yōu)選為在60秒或更 短時(shí)間內(nèi)達(dá)到其最高溫度的100%W上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本教導(dǎo)通過提供W下來滿足該些需求中的一個(gè)或多個(gè)：一種系統(tǒng)，包括；(a)溫控 裝置；化）一次能源；W及（C)電子裝置、機(jī)電裝置或該兩者（22)，其包括；a)二次能源； (ii)開關(guān)裝置；（iii)測量裝置；W及（iv)可選的控制器，其中：當(dāng)所述溫控裝置接通時(shí)， 所述溫控裝置連接至所述二次能源；所述測量裝置測量預(yù)定條件，并且在所述溫控裝置實(shí) 現(xiàn)了所述預(yù)定條件的情況下，所述開關(guān)裝置從所述二次能源切換至所述一次能源；W及所 述預(yù)定條件是在約60秒或更短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)的。
[0006] 本教導(dǎo)提供一種方法，包括W下步驟；(a)向系統(tǒng)中的溫控裝置施加二次能源； 化）監(jiān)測所述溫控裝置的一個(gè)或多個(gè)條件；（C)在所述一個(gè)或多個(gè)條件實(shí)現(xiàn)了預(yù)定值的情 況下，使所述溫控裝置與所述二次能源斷開；W及（d)使所述溫控裝置連接至一次能源，W 使得所述溫控裝置繼續(xù)控制溫度，其中：使所述溫控裝置與所述二次能源斷開是在約60秒 或更短時(shí)間之后進(jìn)行的，W及所述溫控裝置是自我調(diào)節(jié)加熱裝置、所述溫控裝置連接至用 于調(diào)節(jié)所述溫控裝置的溫度的控制器或者該兩個(gè)情況的組合，W使得在所述溫控裝置連接 至所述一次能源的情況下，所述溫控裝置維持預(yù)設(shè)的溫度、使用者所選擇的溫度或該兩者。
[0007] 本教導(dǎo)通過提供W下來滿足本需求中的一個(gè)或多個(gè)；一種加熱系統(tǒng)，包括；(a)加 熱裝置；化）電子裝置、機(jī)電裝置或該兩者，其包括；（i)二次恒定能源、二次放大能源或該 兩者；（ii) 一次恒定能源；（iii)機(jī)械開關(guān)裝置、電氣開關(guān)裝置或該兩者；（iv)測量裝置； W及（V)可選的控制器，其中：當(dāng)所述加熱裝置接通時(shí)，使所述加熱裝置連接至所述二次恒 定能源、所述二次放大能源或該兩者；所述測量裝置測量預(yù)定條件，并且在所述加熱裝置實(shí) 現(xiàn)了所述預(yù)定條件的情況下，所述機(jī)械開關(guān)裝置、所述電氣開關(guān)裝置或該兩者從所述二次 恒定能源、所述二次放大能源或該兩者切換至所述一次恒定能源；W及所述預(yù)定條件是在 約60秒或更短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)的。
[000引本教導(dǎo)的另一獨(dú)特方面設(shè)想了一種方法，包括W下步驟；(a)向加熱系統(tǒng)中的加 熱裝置施加恒定能源或放大能源；化）監(jiān)測所述加熱裝置的一個(gè)或多個(gè)條件；（C)在所述一 個(gè)或多個(gè)條件實(shí)現(xiàn)了預(yù)定值的情況下，使所述加熱裝置與所述恒定能源或所述放大能源斷 開；W及（d)使所述加熱裝置連接至不同的恒定能源，W使得所述加熱裝置繼續(xù)被加熱，其 中；使所述加熱裝置與所述恒定能源或所述放大能源斷開是在約60秒或更短時(shí)間之后進(jìn) 行的，W及所述加熱裝置是自我調(diào)節(jié)型、所述加熱裝置連接至用于調(diào)節(jié)加熱器的溫度的控 制器或者該兩個(gè)情況的組合，W使得在所述加熱裝置連接至不同的恒定能源的情況下，所 述加熱裝置維持預(yù)設(shè)的溫度、使用者所選擇的溫度或該兩者。
[0009] 該里的教導(dǎo)通過提供快速達(dá)到使用者體驗(yàn)到加熱和/或制冷感覺的溫度的溫控 裝置出人意料地解決了該些問題中的一個(gè)或多個(gè)。該里的教導(dǎo)提供了在監(jiān)測加熱器的溫度 的情況下進(jìn)行快速加熱W使得加熱器不會(huì)因快速加熱而被損壞的加熱系統(tǒng)。該里的教導(dǎo)提 供了如下的溫控裝置，其中該溫控裝置在60秒或更短時(shí)間內(nèi)達(dá)到其最高溫度的70%、優(yōu)選 為在60秒或更短時(shí)間內(nèi)達(dá)到其最高溫度的85%、更優(yōu)選為在60秒或更短時(shí)間內(nèi)達(dá)到其最 高溫度的100 %W上。
【附圖說明】
[0010] 圖1示出該里的教導(dǎo)的溫度梯度相對(duì)于控制的示例；
[0011] 圖2示出控制圖的一個(gè)示例；
[0012] 圖3示出控制圖的另一示例；W及
[0013] 圖4示出針對(duì)PTC(正溫度系數(shù)）加熱裝置W曲線圖方式所描述的各種能源。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 該里所呈現(xiàn)的說明和例示意圖使本領(lǐng)域其它技術(shù)人員熟知本發(fā)明、其原理及其實(shí) 際應(yīng)用。正如可能最適合特殊使用的要求那樣，本領(lǐng)域技術(shù)人員可w適應(yīng)并應(yīng)用本發(fā)明的 多個(gè)形式。因此，如所述的本發(fā)明的具體實(shí)施例并不意圖窮舉或限制本教導(dǎo)。因此，該些教 導(dǎo)的范圍不應(yīng)參考上述說明來確定，而是應(yīng)參考所附權(quán)利要求書W及該些權(quán)利要求的等同 物的所有范圍來確定。包括專利申請和公開的所有文章和文獻(xiàn)的公開內(nèi)容通過引用而被包 含W用于所有目的。如根據(jù)所附權(quán)利要求書將收集到的其它組合也是可W的，其中該些其 它組合同樣再次通過引用而被并入本撰寫說明書中。
[0015] 本教導(dǎo)提供如下系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)可適用于和/或可W包括任何溫控裝置（例如， 加熱裝置或制冷裝置），w使得在施加能源（例如，功率源、電流源、電壓源）的情況下，溫 控裝置改變溫度并且向鄰近的結(jié)構(gòu)、人或該兩者供熱和/或供冷。優(yōu)選地，該里所論述的溫 控裝置可W是任何電阻加熱裝置?？蛇m用于該里的教導(dǎo)的加熱器的一些非限制性示例包 括基于碳的加熱器、基于絲的加熱器（例如，由諸如銅、金、銀等的金屬或它們的組合制成 的鋼絲）、正溫度系數(shù)加熱器（即，PTC)、負(fù)溫度系數(shù)加熱器（即，NTC)、碳纖維加熱器、碳 片材、包括碳、鑲或該兩者的片材和/或線束等、或它們的組合。如該里所論述的加熱裝置 可W是熱電裝置和/或化lletier(佩爾蒂埃）裝置。可W從包括W下專利的該里的教導(dǎo) 中收集到可適用于該里的教導(dǎo)的附加類型的加熱裝置；美國專利7, 741，582 (例如，第1欄 第50行~第2欄第36行W及圖1~4)、美國專利7, 205, 510 (例如，第1欄第35~57行 和第2欄第45行~第4欄第6行W及圖1~5)、美國專利6, 064, 037 (例如，第2欄第54 行~第4欄第39行）、美國專利6, 150, 642 (例如，第1欄第50行~第5欄第12行W及圖 1~6)、美國專利7, 141，760 (例如，第1欄第33行~第7欄第42行W及圖1~4)和美國 專利7, 560, 670 (例如，第1欄第40行~第6欄第11行W及圖1~3)，其中所有該些專利 均包含于此W用于與可適用于該里的教導(dǎo)的不同類型的加熱裝置有關(guān)的教導(dǎo)。可適用于該 里的系統(tǒng)的加熱裝置中的一些加熱裝置包括正溫度系數(shù)特性（PTC)。例如，如果施加恒壓， 則PTC加熱器的電阻將增大，由此防止了溫度的進(jìn)一步升高。如該里所論述的系統(tǒng)可W;并 入加熱裝置中、位于加熱裝置的附近、位于遠(yuǎn)離加熱裝置的位置、位于制冷裝置的附近或它 們的組合。
[0016] 如該里所論述的制冷裝置可W是在該制冷裝置接觸其它表面或使用者的情況下 提供制冷的任何制冷裝置。制冷裝置可W是電氣制冷裝置。制冷裝置可W使液體冷卻并且 使該液體循環(huán)W提供制冷。制冷裝置可W是熱電裝置、Peltier(巧耳帖）裝置、風(fēng)扇或者 風(fēng)扇與熱電裝置和/或化Itier裝置的組合。制冷裝置可用于提供加熱和制冷。制冷裝置 可W位于用于使冷卻后的液體移動(dòng)的送風(fēng)機(jī)和/或風(fēng)扇附近。制冷裝置可W僅是風(fēng)扇。風(fēng) 扇可用于將液體推向乘員和/或使空氣遠(yuǎn)離乘員。可W利用二次能源使風(fēng)扇速度增大，W 使得在制冷裝置的啟動(dòng)階段產(chǎn)生增加的加熱和/或制冷。可W利用熱電裝置或無需利用熱 電裝置來使用增大了的風(fēng)扇速度。制冷裝置在被施加能量的情況下，可W使循環(huán)至與組件、 使用者或該兩者相接觸的裝置的液體冷卻。制冷裝置可W是系統(tǒng)的一部分。
[0017] 如該里所論述的系統(tǒng)（例如，溫控系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)或它們的組合）可W 是溫控裝置（例如，加熱裝置、制冷裝置或該兩者）的組合、儀器儀表、能源、電力提升器或 W電氣方式連接的如該里所論述的該些組件的組合。如該里所論述的系統(tǒng)可W并入到一個(gè) 或多個(gè)組件中。該系統(tǒng)可W是家用裝置（例如，加熱或制冷墊）、車輛加熱裝置或它們的組 合。家用加熱裝置可W用于諸如對(duì)肌肉、座椅等或它們的組合進(jìn)行加熱的治療用途。該系 統(tǒng)在用于車輛的情況下可用于向乘員所接觸的機(jī)動(dòng)車的幾乎任何部位（諸如扶手、n板、 移位器、方向盤、座椅、頭枕、地板、頂襯、加熱/制冷箱、控制臺(tái)、儀表盤、擱腳空間或它們的 組合）提供溫度控制。
[0018] 該系統(tǒng)可W包括W下組件中的一個(gè)或多個(gè)：溫控裝置、加熱裝置、制冷裝置