專利名稱：用于坐臥器具的可控調(diào)溫設(shè)備、坐臥器具及其調(diào)溫方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于坐臥器具的可控調(diào)溫設(shè)備、坐臥器具及其調(diào)
溫方法。
背景技術(shù)：
為了使人體感到舒適而不受環(huán)境溫度或高或低的影響，已經(jīng)開發(fā) 了很多調(diào)溫設(shè)備和方法?，F(xiàn)有的調(diào)節(jié)溫度的方式主要是通過對流實現(xiàn) 的，例如通過調(diào)節(jié)人體周圍環(huán)境的空氣溫度，并借助于對流來升高或 降低人體的溫度。此方式的效率主要取決于調(diào)節(jié)接觸和圍繞人體所有 部位的空氣的溫度的能力。 一般而言，此方式對于移動中的人能夠起 到較好的效果，因為移動的人體能夠最大限度地接觸經(jīng)過溫度調(diào)節(jié)的 空氣，從而有效地達到加熱或制冷的作用。
但是，對于在汽車、飛機、公共汽車或固定工作位置的辦公人員 的應(yīng)用中，人員通常固定在一個位置上，并且其身體的大部分表面與 坐臥器具(例如座椅、躺椅、床)的表面粘靠在一起，無法與經(jīng)過溫 度調(diào)節(jié)的空氣進行接觸。在此情況下，將經(jīng)過溫度調(diào)節(jié)的空氣分配到 交通工具座艙或辦公環(huán)境中的方法效果不佳。
對此，目前已經(jīng)開發(fā)出一種用于座椅的加熱/冷卻裝置，其中可提 供加熱或冷卻介質(zhì)的內(nèi)部流動，并4吏介質(zhì)流過與人體表面接觸的座椅 表面，從而實現(xiàn)加熱或制冷的作用。這種介質(zhì)一般是空氣或水。例如， 在一種汽車座椅中，將經(jīng)過汽車空調(diào)調(diào)節(jié)溫度的空氣輸送到座椅內(nèi)部 來實現(xiàn)加熱或制冷。還有一種汽車座椅，將汽車水箱中的水作為加熱 或制冷的介質(zhì)來使座椅內(nèi)部的空氣達到一定的溫度。
但是，這種調(diào)溫座椅的溫度變化范圍受到環(huán)境溫度的限制，因為 其溫度調(diào)節(jié)依賴于外部熱源的工作。另外，這種利用空氣或水作為介
質(zhì)來加熱或制冷的座椅管路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，改裝成本高，而且應(yīng)用范圍受 到很大限制。
發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于坐臥器具的可控 調(diào)溫設(shè)備、坐臥器'具及其調(diào)溫方法，其中用戶可以獨立地調(diào)節(jié)該坐臥 器具的溫度，并且其溫度的波動范圍不受環(huán)境溫度的影響。另外，這 種調(diào)溫設(shè)備和方法可以廣泛應(yīng)用于各種坐臥器具，并且可以對已有的 器具進行方便的改裝來進行應(yīng)用。而且，這種調(diào)溫設(shè)備和方法安全性 高。
本發(fā)明提供了一種用于坐臥器具的可控調(diào)溫設(shè)備，用于可控地調(diào)
節(jié)該坐臥器具表面的溫度，該可控調(diào)溫設(shè)備包括進行加熱和制冷的
加熱/制冷裝置；連接到所述加熱/制冷裝置的傳熱裝置，用于將所述 加熱/制冷裝置實現(xiàn)的冷熱變化傳送到坐臥器具的表面；和連接到所述
加熱/制冷裝置的溫度控制裝置，用于控制所述加熱/制冷裝置來進行
加熱或制冷以達到所設(shè)定的溫度。
由于使用了專用的獨立加熱/制冷裝置，所以與現(xiàn)有的采用其它熱 源(例如空調(diào)器、水箱)的可控調(diào)溫設(shè)備相比，用戶可以獨立地調(diào)節(jié) 坐臥器具的溫度，使得溫度的波動范圍不受環(huán)境溫度的影響，從而用 戶可以更為舒適地乘坐和躺臥。
所述加熱/制冷裝置包括由熱電偶構(gòu)成的半導(dǎo)體熱電制冷器件，所 述半導(dǎo)體熱電制冷器件在12V下工作。
上述加熱/制冷裝置體積較小，便于使用，從而使得整個可控調(diào)溫 設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，可以廣泛應(yīng)用于各種坐臥器具。還可以對已有的器具 進行方便的改裝來加裝此可控調(diào)溫設(shè)備，大大降低了成本。而且，此 加熱/制冷裝置使用12V的直流電源，這樣的低壓使得可控調(diào)溫設(shè)備的 使用更加安全。
根據(jù)本發(fā)明的可控調(diào)溫設(shè)備，還包括與所述加熱/制冷裝置相鄰設(shè) 置的風扇和/或散熱器，以提高加熱/制冷裝置的工作效率。優(yōu)選地，風扇與散熱器并排布置。
所述溫度控制裝置包括熱敏電阻。該熱敏電阻以如下方式控制加
熱/制冷裝置的工作當坐臥器具表面的實際溫度低于所設(shè)定的溫度 時，使加熱/制冷裝置進行加熱；當實際溫度高于所設(shè)定的溫度時，使 加熱/制冷裝置進行制冷；并且當實際溫度達到所設(shè)定的溫度時，使加 熱/制冷裝置停止工作。
傳熱裝置優(yōu)選通過固體介質(zhì)(例如金屬)傳導(dǎo)。雖然，也可以通 過液體(例如水)或氣體(例如空氣)傳熱，但使用液體或氣體傳熱 不僅熱響應(yīng)比較慢，而且由于要考慮密封等問題會使整個設(shè)備的設(shè)計 和安裝都很復(fù)雜。所以，優(yōu)選用導(dǎo)熱性能良好的金屬來制成傳熱裝置。 傳熱裝置包括與加熱/制冷裝置直接連接的第一傳熱器和與該第一傳 熱器相連的第二傳熱器，該第二傳熱器安裝在坐臥器具的表面上用于 與人體接觸。另外，所述第一傳熱器具有與所述加熱/制冷裝置接觸的 第一端以及與所述第二傳熱器接觸的第二端。
本發(fā)明還提供了一種包括上述可控調(diào)溫設(shè)備的坐臥器具。 本發(fā)明還提供了一種用于坐臥器具的調(diào)溫方法，用于可控地調(diào)節(jié) 該坐臥器具表面的溫度，該可控調(diào)溫方法包括設(shè)定所期望的溫度； 控制加熱/制冷裝置的工作，使得當坐臥器具表面的實際溫度低于所 設(shè)定的溫度時，使所述加熱/制冷裝置進行加熱；當實際溫度高于所設(shè) 定的溫度時，使所述加熱/制冷裝置進行制冷；并且當實際溫度達到所 設(shè)定的溫度時，使所述加熱/制冷裝置停止工作；將加熱/制冷裝置實 現(xiàn)的冷熱變化傳送到坐臥器具的表面，以使其溫度達到所設(shè)定的溫度。
圖1示出安裝有根據(jù)本發(fā)明實施例的可控調(diào)溫設(shè)備10的調(diào)溫座椅 20的側(cè)剖^L圖2示出可控調(diào)溫設(shè)備10的分解視圖3示出半導(dǎo)體熱電制冷器件的原理示意圖。
具體實施例方式
下面參照附圖詳細描述根據(jù)本發(fā)明實施例的可控調(diào)溫設(shè)備10。雖 然圖中僅示出可控調(diào)溫設(shè)備10安裝在座椅上的應(yīng)用，但顯然該可控調(diào) 溫設(shè)備10可以類似地應(yīng)用于各種坐臥器具，例如各種交通工具的座
椅、辦公座椅、躺椅、床等等。
如圖1所示，可控調(diào)溫設(shè)備10安裝在座椅20的靠背部分。該安 裝位置并不受限，只要是與人體接觸的部分就可以，例如也可以是座 椅與人體臀部接觸的位置。
如圖l和2所示，可控調(diào)溫設(shè)備10主要包括三個部分專用于該 i殳備10的熱源部分，即既可以加熱也可以制冷的加熱/制冷裝置11; 傳熱部分，包括熱源側(cè)的第一傳熱器12和目標側(cè)的第二傳熱器13, 用于將加熱/制冷裝置11實現(xiàn)的冷熱變化通過固體介質(zhì)傳導(dǎo)傳送到座 椅20的表面；控制部分，即連接到加熱/制冷裝置11的電子可調(diào)溫度 控制裝置15，用于根據(jù)用戶所設(shè)定的溫度與環(huán)境溫度之間的差，控制 加熱/制冷裝置11進行加熱或制冷，以使座椅20表面的溫度達到所設(shè) 定的溫度。利用根據(jù)本發(fā)明的可控調(diào)溫設(shè)備IO，可以實現(xiàn)例如16。C-32X:的溫度控制范圍。
在可控調(diào)溫設(shè)備IO中，由于使用了專用的獨立加熱/制冷裝置11 和通過固體介質(zhì)傳導(dǎo)的傳熱部分，所以與現(xiàn)有的采用空調(diào)器或水箱且 通過空氣或水傳熱的可控調(diào)溫設(shè)備相比，用戶可以獨立地調(diào)節(jié)該座椅 20的溫度，使得溫度的波動范圍不受環(huán)境溫度的影響，從而用戶可以 更為舒適地乘坐。
可以使用由熱電偶構(gòu)成的半導(dǎo)體熱電制冷器件作為加熱/制冷裝 置ll。該熱電制冷器件加熱和制冷的機制主要是基于珀爾帖效應(yīng)，下 面參照圖3簡單介紹其原理。實用的熱電制冷器件是由熱電效應(yīng)比較 顯著的半導(dǎo)體熱電偶構(gòu)成的。半導(dǎo)體熱電偶由N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo) 體組成。N型半導(dǎo)體有多余電子，具有負溫差電勢；P型半導(dǎo)體電子 不足，具有正溫差電勢。當用例如銅連接片32將N型半導(dǎo)體和P型 半導(dǎo)體連接成熱電偶并接上直流電源后，在接頭處就會產(chǎn)生溫差和熱量的轉(zhuǎn)移。 一個接頭處電流方向是N至P，溫度下降并吸熱，此即冷 端31;而另一個接頭處電流方向是P至N，溫度上升并放熱，此即熱 端33。將若千個半導(dǎo)體熱電偶對串聯(lián)起來就構(gòu)成了一個熱電制冷器 件。當改變電流方向時，該器件的熱端33和冷端31可以互換。
這種加熱/制冷裝置11體積較小，便于使用，從而使得整個可控 調(diào)溫設(shè)備10結(jié)構(gòu)緊湊，可以廣泛應(yīng)用于各種坐臥器具，并且可以對已 有的器具進行方便的改裝來加裝此可控調(diào)溫設(shè)備10。而且，此加熱/ 制冷裝置11使用12V的直流電源，這樣的低壓使得可控調(diào)溫設(shè)備10 的使用更加安全。
如上所述，傳熱部分包括位于加熱/制冷裝置11側(cè)的第一傳熱器 12和位于座椅表面?zhèn)扰c人體接觸的第二傳熱器13。在此，第二傳熱器 13可以與人體直接接觸，也可以是通過座椅外罩等與人體間接接觸。 第一傳熱器12和第二傳熱器13優(yōu)選由具有良好導(dǎo)熱性的材料例如金 屬制成。當然，第一傳熱器12和第二傳熱器13的材料可以不同，例 如笫二傳熱器13可以由導(dǎo)熱性不如第一傳熱器12但更適于與人體接 觸的材料制成。
優(yōu)選地，第一傳熱器12的形狀和尺寸與加熱/制冷裝置11、座椅 20和第二傳熱器13相配合，以盡可能有效地將加熱/制冷裝置11所產(chǎn) 生的熱量傳遞到第二傳熱器13。第一傳熱器12的高度與座椅20的厚 度基本相同，以能夠穿過座椅20安裝。這樣，在第二傳熱器13安裝 在座椅20表面上的情況下，可以將可控調(diào)溫設(shè)備10的其它部件主要 安裝在座椅20的背面，從而不影響座椅20的外觀。由于加熱/制冷裝 置11的面積一般小于第二傳熱器13的面積，第一傳熱器12與加熱/ 制冷裝置11接觸的一端一般也小于與第二傳熱器13接觸的另一端， 所以第一傳熱器12的橫截面呈工字形。
第二傳熱器13通過定位片14安裝在座椅20的表面上，其表面積 優(yōu)選地大于第一傳熱器12的表面積，以將熱量均勻地傳遞到人體。圖 中所示的第一傳熱器12和第二傳熱器13是分離的兩個元件，這樣可 以方便制造和安裝，但是它們也可以形成一體。
另外，可控調(diào)溫設(shè)備10還可以包括風扇17和/或散熱器16。當加 熱/制冷裝置11進行制冷時，風扇17和散熱器16工作，以對加熱/制 冷裝置11的熱端散熱。當加熱/制冷裝置11進行加熱時，風扇17和 散熱器16可以工作，也可以不工作。優(yōu)選地，風扇17和/或散熱器16 在加熱/制冷裝置11加熱或制冷時都工作，以使這個設(shè)備內(nèi)的溫差不 至于過大。風扇17可以通過風扇定位片18固定在散熱器16的附近。 在包括風扇17和散熱器16兩者的情況下，優(yōu)選使風扇17和散熱器 16并排布置在座椅20的背面上。這樣，與將風扇17和散熱器16疊 置的布置相比，可以使整個可控調(diào)溫設(shè)備10的厚度較薄，從而減小對 座椅20外觀的不利影響。在此情況下，風扇17可以是渦輪式風扇。
電子可調(diào)溫度控制裝置15以本領(lǐng)域公知的方式，控制加熱/制冷 裝置ll進行加熱或制冷，來將座椅20表面的溫度升高或降低到用戶 所設(shè)定的溫度。具體而言，該溫度控制裝置15包括安裝在第二傳熱器 13表面上的熱敏電阻(未示出)。首先，通過控制面板接收用戶的輸 入來設(shè)定用戶所期望的目標溫度。然后，熱敏電阻根據(jù)座椅表面的實 際溫度(即第二傳熱器13表面的溫度)與目標溫度之間的關(guān)系，輸出 不同的控制信號。根據(jù)這些控制信號，溫度控制裝置15經(jīng)由安裝在加 熱/制冷裝置11上的連接線19實現(xiàn)以下控制當實際溫度低于目標溫 度時，使加熱/制冷裝置11進行加熱；當實際溫度高于目標溫度時， 使加熱/制冷裝置11進行制冷；而等當實際溫度等于目標溫度時，使 加熱/制冷裝置11停止工作。在此，由于采用了獨立的半導(dǎo)體熱電制 冷器件作為加熱/制冷裝置11,所以可以容易地用各種電子電路來實現(xiàn) 上述控制。
盡管上面通過優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行說明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員 應(yīng)該很清楚以上說明僅僅是解釋性的，并可以根椐所公開的內(nèi)容作出 各種改變和變型，而不脫離所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
權(quán)利要求
1. 一種用于坐臥器具的可控調(diào)溫設(shè)備，用于可控地調(diào)節(jié)該坐臥器具表面的溫度，該可控調(diào)溫設(shè)備包括進行加熱和制冷的加熱/制冷裝置；連接到所述加熱/制冷裝置的傳熱裝置，用于將所述加熱/制冷裝置實現(xiàn)的冷熱變化傳送到坐臥器具的表面；和連接到所述加熱/制冷裝置的溫度控制裝置，用于控制所述加熱/制冷裝置來進行加熱或制冷以達到所設(shè)定的溫度。
2. 如權(quán)利要求1所述的可控調(diào)溫設(shè)備，其特征在于，所述加熱/制冷裝置包括由熱電偶構(gòu)成的半導(dǎo)體熱電制冷器件。
3. 如權(quán)利要求2所述的可控調(diào)溫設(shè)備，其特征在于，所述半導(dǎo)體 熱電制冷器件在12V下工作。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的可控調(diào)溫設(shè)備，還包括與所述加熱/制冷裝置相鄰設(shè)置的風扇和/或散熱器。
5. 如權(quán)利要求4所述的可控調(diào)溫設(shè)備，所述風扇與所述散熱器并排布置。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的可控調(diào)溫設(shè)備，其特征在于，所述溫 度控制裝置包括熱敏電阻。
7. 如權(quán)利要求5所述的可控調(diào)溫設(shè)備，其特征在于，所述熱敏電 阻以如下方式控制所述加熱/制冷裝置的工作當坐臥器具表面的實際 溫度低于所設(shè)定的溫度時，使所述加熱/制冷裝置進行加熱；當實際溫度高于所設(shè)定的溫度時，使所述加熱/制冷裝置進行制冷；并且當實際 溫度達到所設(shè)定的溫度時，使所述加熱/制冷裝置停止工作。
8. 如權(quán)利要求1或2所述的可控調(diào)溫設(shè)備，其特征在于，所述傳 熱裝置通過固體介質(zhì)傳導(dǎo)來傳熱。
9. 如權(quán)利要求8所述的可控調(diào)溫設(shè)備，其特征在于，所述傳熱裝 置包括與所述加熱/制冷裝置直接連接的第一傳熱器和與該第一傳熱 器相連的第二傳熱器，該第二傳熱器安裝在坐臥器具的表面上用于與人體接觸。
10. 如權(quán)利要求9所述的可控調(diào)溫設(shè)備，其特征在于，所述第一 傳熱器具有與所迷加熱/制冷裝置接觸的笫一端以及與所迷笫二傳熱 器接觸的第二端。
11. 如權(quán)利要求9所述的可控調(diào)溫設(shè)備，其特征在于，所述溫度 控制裝置包括安裝在所述第二傳熱器上的熱敏電阻。
12. —種坐臥器具，包括權(quán)利要求1-11中任一項所述的可控調(diào) 溫設(shè)備。
13. —種用于坐臥器具的調(diào)溫方法，用于可控地調(diào)節(jié)該坐臥器具 表面的溫度，該可控調(diào)溫方法包括設(shè)定所期望的溫度；控制加熱/制冷裝置的工作，使得當坐臥器具表面的實際溫度低 于所設(shè)定的溫度時，使所述加熱/制冷裝置進行加熱；當實際溫度高于 所設(shè)定的溫度時，使所述加熱/制冷裝置進行制冷；并且當實際溫度達 到所設(shè)定的溫度時，使所迷加熱/制冷裝置停止工作；將加熱/制冷裝置實現(xiàn)的冷熱變化傳送到坐臥器具的表面，以使其 溫度達到所設(shè)定的溫度。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于坐臥器具的可控調(diào)溫設(shè)備、坐臥器具及其調(diào)溫方法，以可控地調(diào)節(jié)該坐臥器具表面的溫度。該可控調(diào)溫設(shè)備包括進行加熱和制冷的加熱/制冷裝置；連接到加熱/制冷裝置的傳熱裝置，用于將加熱/制冷裝置實現(xiàn)的冷熱變化傳送到坐臥器具的表面；和連接到加熱/制冷裝置的溫度控制裝置，用于控制加熱/制冷裝置來進行加熱或制冷以達到所設(shè)定的溫度。由于使用了專用的獨立加熱/制冷裝置，所以與現(xiàn)有的可控調(diào)溫設(shè)備相比，用戶可以獨立地調(diào)節(jié)坐臥器具的溫度，使得溫度的波動范圍不受環(huán)境溫度的影響。
文檔編號A47C7/72GK101204277SQ200610167718
公開日2008年6月25日 申請日期2006年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月19日
發(fā)明者童灶英 申請人:童灶英