CN105980203A - 通风系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于调温对象(2)的调温装置(10)，所述调温装置(10)具有下述部件中的至少一个：a)用于加热或冷却调温对象(2)的热电装置(70)，b)用于在调温对象(2)内输送热能的流体环路(42)，和c)用于产生气流(59)以与外界进行热能交换的通风装置(57)。

Description

通风系统

技术领域

这里描述的根据本发明的一个主题是根据权利要求1的术语的通风系统。例如，该系统可用于饮料、座椅表面的温度控制或用于加热扶手、特别是车辆中的扶手。

背景技术

对于座椅表面的通风来说，已知，例如从DE 197 36 951中已知，在座椅表面上布置间隔织物以及引导空气流经该间隔织物。

从DE 195 27 352 C2中已知设计块形状的座椅泡沫衬垫。

一些应用要求在制造成本方面、在提供宜人的气候能力方面、在热能的有效分布方面和/或在能耗方面有利的可选或改进的选择。

发明内容

为了改进现有技术，建议了一种带有权利要求1的特征的技术概念。其它有利的实施例可从另外的权利要求和随后的描述中获得。

附图说明

下面介绍本发明的细节。这些阐述将使本发明能够得到理解。然而，它们只具有示例性特征。当然，在由独立权利要求限定的本发明的框架内单个或多个特征可以被省略、修改或补充。而且，不同实施例的特征可相互组合。决定性因素是本发明的概念得到实质地实施。如果一个特征可被部分地满足，这包括本特征被完全满足或实质上得到完全满足。特别地，在上下文中，“实质上”表示本实施方式允许获得可辨识程度的预期效果。具体地这可能意味着对应特征至少满足了50％，90％，95％或99％。如果指示为最小值，则当然可以使用比该最小值大的值。如果部件的数量被指示为至少一个，这也包括具有两个、三个或任意其它更多个部件的实施例。对一个对象描述的内容也可以适用于压倒性的部分或相同类型的所有其它对象。除非有相反地说明，区间应包括它们的边界点。

下面，参考

图1是在局部纵切图中座椅作为调温对象2的车辆1；

图2是用于图1的调温对象2的调温装置10的立体图；

图3是图2的调温装置10的温度控制装置20的分解图；

图4是图2的调温装置10的温度控制装置20'的可选实施例；

图5是可替代换热垫35'的平面图。

具体实施方式

本发明特别适合于在如图1所示的车辆1中使用。特别地这代表所有陆地、水上或飞行器，例如，飞机，轨道车辆，轮船或机动车辆。

此外，本发明适合在下述的所有对象中使用，这些对象的表面将至少部分地需要进行调节，以使至少特定的气候参数，例如温度或湿度，被保持在预期区间或保持于至少接近该表面的特定值。车辆、帐篷或房间中的床是一个可能的使用领域。因此，“调温对象”具体表示用户可能接触的任何部件，特别是车辆1的乘客轿厢中的部件，例如用于车辆的转向机构，仪表板，扶手，门嵌板，座椅罩，座椅或杯子固定器。对于至少一个车辆来说具有至少一个调温对象2、例如座椅可能是有用的。这允许乘客具有舒适的气候，即便是在极端环境下的长旅行过程中。

图1示出带有座椅部分6和靠背7的车辆座椅5。在示例性实施例中，这些部分用不带穿孔的皮革遮盖。座椅部分具有接触表面，该表面在座椅使用过程中通常由乘客占据。

对于至少一个调温对象2来说具有至少一个衬垫5、例如泡沫聚氨酯块可能是有用的。

对于至少一个调温对象来说具有至少一个罩9可能是有用的。这代表任何类型的表面覆盖用衬垫，例如织物罩或衬垫泡沫的外皮。但本发明特别适合于提高皮革表面的舒适度。

对于至少一个调温对象2来说具有至少一个调温装置10可能是有用的。这代表用于调节一个或多个气候参数，比如被调节区域中的温度、湿度和空气运动，的所有装置，例如在车辆1的乘客轿厢中被使用者接触的表面。

至少一个调温装置l0具有至少一个可能是有用的。

对于至少一个温度控制装置20来说具有至少一个热电装置可能是有用的。热电装置应特别指固态有源热泵。它通常是扁平件，在消耗电能时从其一侧向其另一侧传递热量。

这形成了热电装置70的电冷却侧71和电加热侧72。热电装置70可被提供有一个或多个塞贝克(Seebeck)元件。

至少一个温度控制装置20被提供有至少一个补热装置73。这种补热装置73确保充分的热量供应。这可以是从热电装置70的加热侧72向调温对象2。但在这里是从调温对象2向热电装置70的冷却侧71。

补热装置73优选被提供为板或类似板那样形成，其至少部分地由比如铜或铝的导热材料制成。另外地或可选地，它可至少部分地由比如陶瓷或水的储热材料制成。这允许将补热装置73作为中间存储装置使用。这使温度供应更均匀。

在图3中示出的实施例中，至少一个补热装置73被布置为与热电装置70的冷却侧71热接触。优选地，补热装置73覆盖冷却侧71的至少一部分，优选重要的部分。

温度控制装置20允许流体44经过温度控制装置20或沿温度控制装置20的表面。因此它被提供有一个或多个中空空间74。此中空空间可被形成为，例如比如a)具有内部体积的罐，b)曲折通道或c)并行延伸、并排延伸或相互交叉延伸的多个通道。

至少一个温度控制装置20优选被提供有除热装置50。这允许热能从热电装置70和/或补热装置73除去。

为此目的，除热装置50被提供有至少一个吸热器52。“吸热器”是指从一种介质到另一种介质进行有效热传递的装置。在本申请中，其吸收热电装置70的加热侧72的热量并且将其引导至一个或多个热管52的末端内。为了进行有效设置，吸热器52被成形为类似板，优选具有与热电装置70或补热装置73类似的尺寸。其厚度大至足以至少部分地嵌入至少一个管。但为了节省材料，它还可以类似薄板那样成形并且至少部分地围绕着热管弯曲，同时其端部平行于热电装置70。此薄板可被简单地放置于热电装置70的加热侧上，将热管夹在板和热电装置70之间。优选的材料包括金属，比如铝，和任何其它导热材料。

除热装置50优选被提供有发热器54，其可以是带有金属翅片的热沉。但首选使用一个或多个热管。热管是具有吸热和放热界面的热传递装置。在吸热器52处，热管内的第一液体流体88变成蒸汽，因而吸热。在热管54内蒸汽被引导至放热器55。当放热器55被从外面冷却时，蒸汽凝缩回液体，放热。然后液体返回吸热器，例如通过毛细管作用。热管优选是铜或铝管。

“放热器”包括使热量从发热器有效传递至外部气流的任何换热装置。“外部”是指来自和/或至调温对象2的周围环路境的气流。该气流可被用于供应热能，但在本应用中它用来去除废热。

放热器55可以是任何类型的换热器。在本应用中，它通过多个金属板的格栅提供，其将热从热管传导至气流59中。放热器55，也就是格栅，是具有延伸面的块。

吸热器52，放热器55和发热器54因而形成除热环路56，对于热电装置70的温度调节来说其比通常的热沉更有效，特别是对于冷却加热侧72来说。然而由于成本和可用空间的问题可能需要，除热环路56可用带有热翅片的金属、例如铝板制成的吸热器代替。

至少一个除热装置50具有至少一个通风装置57可能是有用的。这代表可在特殊区域中用来变换空气的任何装置，例如，车载空调或轴流式或径向通风机。一些应用对每个调温对象2或每个调温表面都需要两个通风装置57。

在优选实施例中，通风机是平轴流通风机，与放热器57组合在一起作为预组装的模块。优选地，通风机具有小于2厘米、优选小于15mm的厚度。这提供非常扁平的单元，可放置在任何车辆座椅下面。

至少一个通风装置57的气流59优选被垂直导向至放热器或其格栅的平面。

至少一个通风装置57的气流59可被平行于热电装置70的平面引导。但在图3的实施例中，至少一个通风装置57的气流59优选被垂直引导至热电装置70的平面。但通风装置57具有带旋转轴线的涡轮机，该旋转轴线不穿透热电装置70，而是被侧向移位。这改进了除热，因为气流的方向在经过放热器55之后无变化。

至少一个温度控制装置20具有至少一个附加加热装置77可能是有用的。此附加加热装置77可以是或被提供有例如印刷塑料膜加热器，陶瓷PTC加热器，金属化的陶瓷加热器或电阻丝。它可以具有管、片或Litz线的形状。加热器优选设置在补热装置73处或与其接触，在距补热装置73与热电装置70的接触区域一距离的区域处。在一个优选实施例中(图3)，附加加热装置77，补热装置73和热电装置70形成夹层结构，补热装置73在中间。在另一优选实施例中(图4)，附加加热装置77设置于补热装置73内。这两者结构都允许高效加热和冷却。

优选地，调温装置10包含至少一个用户侧换热装置30。这应指代允许在使用者和调温装置10之间进行热交换的任何装置。

至少一个用户侧换热装置30被布置为至少局部靠近被进行温度控制的表面，例如在衬垫5和被进行温度控制的表面之间，优选在座椅泡沫衬垫8和座椅罩9之间，特别是在面对着使用者的A-侧上。优选地，至少一个用户侧换热装置30实质上平行于被进行温度控制的表面延伸。

在最简单的形式中，用户侧换热装置30是一个或多个管，它们沿着该表面以波状或网络状图案延伸。优选地，这些管通过织物膜的一个或多个支架稳定。这允许形成换热垫35。此扁平部件可简化管的操作。

优选地，至少一个换热垫35是扁平的、柔性的以及空心的。此外，它是足够抗压的以确保正确的操作，即使在加载了乘客的重量之后。这确保流体被在沿着其平面的至少一个方向上、优选在被进行温度控制的表面的至少两个方向上引导。

优选地，换热垫35被提供有至少一个层以形成至少一个通道。优选地，换热垫35具有至少两个层，它们彼此覆盖并且附接和密封到彼此，例如通过RF焊接。这两个或更多层可被粘接或焊接以形成一个或多个通道。垫或层可至少部分地由塑料，橡胶，PP，PE，硅树脂，聚氨酯，TPU复合布，塑料膜或那些材料的复合物制成。

一个换热垫35可足以控制调温对象2的温度。但对于一些应用来说，对于一个调温对象2来说具有多个换热垫35可能更好。这可能需要遵循调温对象2的轮廓或桥接座椅表面上的沟槽。因此座椅可被提供有用于中央垫部分的至少一个换热垫35A和用于两个侧面部分的两个换热垫35B，C。另外的三个换热垫35D，E，F可设置在靠背中。

根据图1和2，至少一个调温装置10具有至少一个流体环路42可能是有用的。其目的是在调温对象2内输送热能。流体环路优选是被密封的系统，在正常操作过程中流体既不自该系统进行提取，也不供应到该系统。

优选地，流体环路42包含不同于热管54内的流体88的第二流体44。流体44优选是用于吸收和携带热能的液体。它可以是与流体88在化学性质上相同或类似的物质。即使通过泄漏跑掉的话，它也应该是对使用者安全的。另外，它不应该凝固，即使在低温下。所以其凝固点优选低于-20℃，或低于-40℃更好。很好的例子是纯净水，医用甘油(优选地50-70％)，乙二醇，医用酒精，油，盐溶液或它们的混合物。这些材料的高热容量对换热效率有利。

优选地，流体环路42包含流体罐46。流体罐46优选用作附加的或可选的补热装置73。这使得将流体环路42内的流体44保持在稳定温度更容易。为此目的，罐的体积优选是流体环路42体积的至少四分之一，优选三分之一。

流体罐46的壁可由塑料或适合于在车辆的整个寿命期间安全盛纳液体的另一材料制成。优选地，它们至少部分由铝或另一金属制成，以允许热量容易地传递通过热泵设置的区域。这允许将罐46直接用作TED一侧的热沉。

对于一些应用来说，可能有利的是在流体罐44处或内部设置一个或多个(未示出)另外的加热元件，作为附加加热元件77的附加或替代。这允许更快地加热流体44。

罐系统可设置于汽车内的不同位置。它优选被放置在温度不受太阳光束影响的地带。例如好的位置是两个前座椅或两个后座椅之间，车辆地板处，车尾行李箱中或座椅下面，特别是后座椅垫下面。

但是为了减小系统的尺寸和必需的液体量，流体罐可被省略。带有通道的金属板的补热装置73就足够了。

对于至少一个气候控制装置10来说具有至少一个流体移动装置48可能是有用的。这代表使流体在流体环路42内移动的任何装置，特别是回转或活塞泵。

流体移动装置可被放置于座椅垫下面或内部以提高效率，或放置在车尾行李箱中以降低噪音。但它还可以被选择为液下泵，放置于流体罐46内使系统更紧凑并且减小震动。

流体移动装置被选择为具有足够的压力，用于当乘客坐在袋上时保持液体通道敞开。优选地，泵压力例如约1-10m扬程，优选1-3m。

一个流体移动装置48可足以供应整个车辆驾驶室。但优选用自己的流体移动装置48a，b供应每个调温对象。

流体环路42优选至少部分由一个或多个流体导体、例如管道或管构造。这种流体导体60优选至少部分由弹性、但抗撕裂且抗压的料制成。该材料可以是这些组成中的一种或多种：橡胶，聚氨酯(特别抗水解)，硅树脂，乳胶，PVC或比如聚氨酯凝胶的合成材料凝胶。该材料应具有至少100％的断裂伸长。可选地或附加地，流体导体可至少部分由织物材料制成，例如编织物(weave)，布料(fabric)，针织物(knit)或网。这允许高柔韧性但重量轻。流体导体60的横截面外径例如可在3和10mm之间，特别是对于应具有大量热量传递通过流体导体60壁、同时流体输送通过流体导体60的区域来说。流体导体60的横截面外径例如可在26和36mm之间，特别是对于流体44应该以经由流体导体60的壁的最小热传递经过流体导体60的部段来说。

至少一个流体导体60用作供应管61，用于为至少一个换热垫35提供经过热学调节的流体44。夏天中，此流体被热电装置70冷却。冬天其被附加加热装置77加热。这都发生在补热装置73内。至少一个供应管61被与一个或多个换热垫35连接。特别大的换热垫35被提供给多个供应管61较好。可能的是连接每个换热垫35与其自己的供应管61。但在优选实施例中，中央座椅垫的换热垫35A是仅有的与供应管61连接的垫。这将可用的热能凝缩到该表面上，使座椅5与乘客具有最大共用表面并且接触最集中。

至少一个流体导体60用作排出管62用于去除来自至少一个换热垫35的热量耗尽的流体。它被重新导向至补热装置73。因此至少一个排出管61被与一个或多个换热垫35连接。特别地，大换热垫35与多个排出管62连接较好。可能的是使每个换热垫35与其自己的排出管62连接。但在优选实施例中，侧面座椅垫的换热垫35B，C是仅有的与排出管61连接的垫。这允许不太重要的侧面地带使用热量几乎耗尽的流体。

对于一些应用来说，可能有帮助的是使补热装置73与流体罐46经由一个或多个补充管63连接。这允许降低温度控制装置20的额定功率，例如降低至100-120W，同时利用流体量进行了预调节的流体罐46仍具有良好的热供应。

至少一个流体导体60用作连接管64用于使一个或多个换热垫35彼此相连。可能的是串联连接所有换热垫35，使流体一个一个经过。还可能的是在所有换热垫35并联布置(从流体角度)的情况下使它们相连接。这在换热垫35或其对应供应或排出管被堵住的情况下提供一个或多个旁路。

在优选实施例中，侧面座椅垫的换热垫35B，C与侧面靠背垫的相应换热垫35E，F串联连接。中央座椅垫的换热垫35A与中央靠背垫的相应换热垫35D串联连接。此外，侧面靠背垫的换热垫35B，C，E，F与中央靠背垫的换热垫35A，D串联。这允许热学效应被主要导向最重要的部分，首先中央垫，然后中央靠背。

在优选实施例中，第一座椅的换热垫与第二座椅的换热垫并联连接。

对于至少一个温度控制装置20来说具有至少一个绝缘壳79可能是有用的。如果其被分为上罩79a，框架79b和下罩79c的话会简化组装而且节能。

借助于支撑结构80，温度控制装置20可很容易地固定在座椅下面，扶手下面或座椅靠背处。

图1示出了具有作为调温对象2的杯子固定器100的车辆。杯子固定器100是用于保持杯子或其他饮料容器的装置。它可具有可移动的或刚性的保持装置和用于插入杯子的开口。优选地杯子固定器100具有至少一个温度受控的表面。这可以通过在保持装置处、周围或内部，杯子固定器100的开口或底部安装一个或多个换热垫35来实现。

可能还具有优势的是具有直接或间接热学连接到热电装置70的一侧或连接到流体罐44的一个或多个杯子固定器。在优选实施例中杯子固定器100被以热接触方式嵌置，或是流体罐44的一部分。特别优选地是流体罐44的壁与杯子固定器100的壁至少部分相同或导热接触。

一个或多个另外的杯子固定器可被直接或间接热学连接到热电装置70的另一侧和/或气流59。

在未示出的车辆、轿厢或建筑物中，本发明可用于控制床、盖板或床垫的温度。为此目的，一个或多个换热垫35被布置于这些物体的一个或多个中。优选地，在使用者头部区域中的换热垫35被提供进行冷却。附加地或可选地，使用者脚部区域被加热。同时进行组合也是可能的，例如，如果至少一个换热垫35在除热装置的废气流中被加热或者如果废气被引导至使用者的脚部。

仅仅通过改变热管的操作方向，通过颠倒流体44的循环路方向和/或通过切换热电装置70的极性，上面描述的所有应用也可用于加热目的。

调温装置10可具有至少一个流体环路42，其被耦合到热电装置70的第一侧以在调温对象2内输送热能。除此之外，调温装置10具有除热环路56，其被耦合到热电装置70的第二侧。这允许对热电装置70调温。

1车辆 55放热器

2调温对象 56除热环路

5座椅 57通风装置

6座椅部分 77附加加热装置

7靠背 60流体导体

8衬垫 61供应管

9罩 62排出管

10调温装置 63补给管

20温度控制装置 64连接管

30用户侧换热装置 70热电装置

71冷却侧

35换热垫 72加热侧

42流体环路 73补热装置

44流体 74中空空间

46流体罐 79绝缘壳

48流体移动装置 80支撑结构

50除热装置 100杯子固定器

52传热器

54发热器

Claims (6)

1.一种用于调温对象(2)的调温装置(10)，所述调温装置(10)具有下述部件中的至少一个：

a)用于加热或冷却调温对象(2)的热电装置(70)，

b)用于在调温对象(2)内输送热能的流体环路(42)，和

c)用于产生气流(59)以与外界进行热能交换的通风装置(57)。

2.根据权利要求1所述的调温装置(10)，其中，所述调温装置(10)具有包含凝固点低于-20℃的流体(44)的流体环路(42)。

3.根据权利要求1或2所述的调温装置(10)，其中，所述调温装置(10)具有

-被耦合到热电装置(70)的第一侧以在调温对象(2)内输送热能的至少一个流体环路(42)，

-被耦合到热电装置(70)的第二侧以对热电装置(70)进行调温的除热环路(56)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的调温装置(10)，其中，所述调温装置(10)具有：

-具有延伸面的放热器(55)，

-产生垂直于所述延伸面并且穿过所述放热器(55)的气流(59)的通风装置(57)，并且

-在进入放热器(55)之前气流(59)的方向与在放热器(55)之后的方向相同。

5.一种调温对象(2)，其被提供有至少一个根据前述权利要求中任一项所述的调温装置(10)，所述调温对象(2)被适合用作下述元件中的至少一个：座椅，床，杯子固定器。

6.一种车辆(1)，其具有至少一个根据前述权利要求中任一项所述的装置。