CN107788742A - 分区控温寝具 - Google Patents

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Abstract

分区控温寝具，其特征在于：将寝具(1)划分为不同的温度区域分别进行调节控制，对寝具或床垫进行精确的分区控温、提高人体舒适度，属于生活日常用品技术领域。

Description

分区控温寝具
技术领域
本发明涉及一种分区控温寝具，对寝具或床垫进行精确的分区控温、提高人体舒适度，属于生活日常用品技术领域。
背景技术
现有的可以调节温度的寝具，具有对寝具制热或制冷的功能，但不具备对寝具进行分区控温的调节能力。
通常情况下，人身体的各个部位的体温是有差异的，身体的各个部位对温度的自我调节能力也有高低之分，因此人在休息时身体的各个部位对制热/制冷的需求也有所差异。
通常的差异表现为：
冬季，人的四肢部对制热的需要较高，躯干部对制热的需求较低，头部对制热的需求也较低；
夏季，人的四肢部对制冷的需要较低，躯干部对制冷的需求较高，头部对制冷的需求也较高。
因此，如果能够对寝具进行精确的分区控温，可以形成有利于睡眠的温度场、给人提供更加舒适的睡眠环境、防止过冷或过热带来的不适感。
发明内容
为提高人体舒适度，本发明的技术方案是设计一种可以分区控温的寝具，将寝具1划分为不同的温度区域分别进行调节控制，寝具或床垫中不同的温度区域的温差一般控制在5-10摄氏度以内，以防止各区域温差过大带来的不适感。
本发明的具体结构为以下四种中的一种或多种的组合：具体方案是：
第一：电加热式寝具（例如电热毯、电热膜加热床垫等），根据预先设定的温度区域在寝具1内分别排布电加热元件10，通过对各区域的电加热元件10设定不同的额定加热功率、或者对各区域的电加热元件10分别设有独立的功率调节模块11，使得寝具1的不同区域具有不同的温度特性；
第二：液体工质循环制冷/制热式寝具（例如水热毯），其中包括冷/热源2、循环管路3，循环管路3位于寝具1内，冷/热源2产生冷/热量、通过循环管路3将液体工质输送到寝具1中，为寝具1制冷/制热；
根据预先设定的温度区域对循环管路3的排布密度进行调整，排布密度大的区域制冷/制热的功率高、排布密度小的区域制冷/制热的功率低；使得寝具1的不同区域具有不同的温度特性；
或者根据预先设定的温度区域将各个区域的循环管路3划分为不同的分支回路，并在各个区域的分支回路处设置调节阀4，通过调节各个分支回路工质流量的手段、调节各个区域的制冷/制热的功率；从而使得寝具1不同区域具有不同的温度特性；
第三：气体工质制冷/制热式寝具，其中包括冷/热源2、通风管路4，通风管路4位于寝具1内，冷/热源2产生冷/热量、通过通风管路4将气体工质输送到寝具1中，为寝具1制冷/制热（一般做法是将冷/热源2处理过的冷/热空气直接输送到寝具1之中）；
首先根据预先设定的温度区域、使用隔板12将寝具1或床垫分隔为相对独立的空间区域，在各个控温区域中设置通风管路4或者出风口5；
在各区域中设置内置风机6、并与通风管路4连接、将气体工质吹送到相应的区域内，通过调节各区域内置风机6的风力大小、使得寝具1不同区域具有不同的温度特性；
或者将各个区域的通风管路4划分为不同的分支回路，并在进入各个区域的分支回路处设置风量调节阀或设置可调式风口，通过风量调节阀或可调式风口，改变各区域的送风量，进而改变各区域的加热/制冷量、使得寝具1不同区域具有不同的温度特性；
第四：相变式寝具，其结构是在寝具1中添加用于调节寝具1温度的相变储能模块7，从而进行温度调节；（相变式寝具也需要连接冷/热源，具体可在电加热式、液体工质循环制冷/制热式、或者气体工质制冷/制热式这三种结构中进行选择）
根据预先设定的温度区域将寝具1分隔成多个区域或格子，并在各个区域或格子里分别放入与该区域的控制温度相对应的具有不同相变温度的相变储能模块7、使得寝具1不同区域具有不同的温度特性。
本发明的有益效果是：
1、通过对寝具分区控温，可以降低能耗，并可防止局部过冷过热、提高舒适度；
2、采用相变式寝具时可以精确控制各区域的温度；并具有缓释能力、能量输出平稳、体感舒适度高。
附图说明
附图1：寝具的一种理想温度区域特性俯视图（制热状态）
附图2：本发明的电加热式寝具结构图
附图3：本发明的液体工质循环制冷/制热式寝具结构图
附图4：本发明的气体工质制冷/制热式寝具结构图
附图5：本发明的相变式寝具的相变储能模块组装图（一）
附图6：本发明的相变式寝具的相变储能模块组装图（二）。
具体实施方式
图1为制热状态下寝具1的一种理想温度区域特性图，将寝具1分为两个区域：外侧的四肢区域Z1（理想的表面温度为28-30℃）和内侧的躯干区域Z2（理想的表面温度为24-26℃）。
由于大多数可调温寝具都有制热功能，而只有部分可调温寝具有制冷功能，因此以图1区域划分作为典型案例，结合实施例及附图对本发明的方案进行进一步说明。
在制冷模式下，寝具1的温度区域特性会产生变化，但控制结构和方法是相同或相似的；并且实际应用中可以采用将寝具1划分为多个温度控制区域的应用形式，其控制结构和方法也是相同或相似的。
实施例1：
对于电加热式寝具，根据图1设定的温度区域在寝具1内分别排布电加热元件10，通过对各区域的电加热元件10设定不同的额定加热功率、高温区域设置功率较大的电加热元件、低温区域设置功率较小的电加热元件，从而使得寝具的不同区域具有不同的温度特性。这种结构灵活性不足，一旦组装完成功能区域的特性也基本固定，难以做到个性化的调节。
如图2所示，根据图1设定的温度区域在寝具1内分别排布电加热元件10，各区域的电加热元件10分别设有独立的功率调节模块11，Z1区域的电加热元件10A连接到功率调节模块11A，Z2区域的电加热元件10B连接到功率调节模块11B。这样，在实际使用过程中，就可以通过功率调节模块11A和11B灵活的调节两个区域的加热功率，以满足个性化的调节需求。
实施例2：
对于液体工质循环制冷/制热式寝具（一般用水作为液体工质），可以根据图1设定的温度区域对循环管路3的排布密度进行调整，排布密度大的区域制冷/制热的功率高、排布密度小的区域制冷/制热的功率低；这种结构的缺点依然是灵活性不足，一旦组装完成功能区域的特性也基本固定，难以做到个性化的调节。
如图3所示，液体工质由冷/热源2输出，通过循环管路3进入寝具1内部、对寝具1进行制冷/制热。将Z1区域和Z2区域划分不同的分支回路，图中空心箭头指示的方向是Z1区域循环管路3A的排布和工质流动路线，图中实心心箭头指示的方向是Z2区域循环管路3B的排布和工质流动路线，在进入Z1区域和Z2区域的分支回路处分别设置调节阀4A和4B（调节阀为手动调节或根据温度传感器8的数据自动调节）。通过调节阀4A和4B分别调节两个分支回路工质的流量，从而调节两个区域的制冷/制热的功率；使得寝具1不同区域具有不同的温度特性。
实施例3：
对于空气制冷/制热式寝具，如图4所示，首先根据图1设定的温度区域、使用隔板12将寝具1分隔为相对独立的两个空间区域，通过冷/热源2将经过处理的冷/热空气通过通风管路4输送到寝具1之中；然后在两个区域中设置内置风机6、内置风机6与通风管路4连通、由内置风机6将冷/热空气分别吹送到相应的区域内。通过调节两个区域中内置风机6的风力大小、使得寝具1不同区域具有不同的温度特性。
采用内置式风机的结构，送风效率高，噪音低，通过调节各区域内置风机6的风量就可以控制各区域的温度，调节简单。
如图4所示，为简化结构可以只设置送风管道不设置回风管道、空气通过寝具散发出去。也可以设置回风管道以利于气体循环制热/制冷。（图中箭头方向为送风方向）
在寝具1的各个温度区域内，分别设置温度传感器8、并与控制模块9连接，控制模块9根据温度传感器8的数据控制冷/热源2的工作状态，进而动态调节寝具1内的各个温度区域的温度；并且用户可以自主设定寝具1的基准温度，控制模块9根据温度传感器8的数据与基准温度设定值的差异，调整冷/热源2的工作状态，进而动态调节寝具1的总体温度。
温度传感器8和控制模块9不仅限于在本实施例中使用，同样可以应用于其他的实施例中。在本实施例中，控制模块9与内置风机6连接、并可根据温度传感器的数据调节内置风机6的送风量，用于实现动态调节寝具1内的各个温度区域的温度。
另外，可将各个区域的通风管路4划分为不同的分支回路，并在进入各个区域的分支回路处设置风量调节阀或设置可调式风口，通过风量调节阀或可调式风口，改变各区域的送风量，进而改变各区域的加热/制冷量、使得寝具1不同区域具有不同的温度特性。该方案的原理和结构类似于车载空调系统，在此不做展开介绍。
实施例4：
对于相变式寝具，将寝具1分隔成多个格子，每个温度区域由不同的格子组合而成，各个格子中放入具有不同相变温度的相变储能模块7；针对个性化的客户需求，通过对各个格子中的相变储能模块7进行替换、调整，就可以改变寝具1的温度区域划分或者改变寝具1的温度控制特性。相变储能模块7可采用标准化的外型尺寸，与寝具1的格子尺寸相匹配。
对于相变式寝具，本实施例中的相变储能模块7具体分为四种，相变材料的相变温度分别为32℃、30℃、28℃、26℃，图5、6中分别以TA、TB、TC、TD作为图示标记。
如图5所示，图中虚线即为寝具1划分的格子，按照图1的功能设定，在外侧的四肢区域Z1对应的格子中放入相变温度为30℃的相变储能模块（即TB），在内侧的躯干区域Z2对应的格子中放入相变温度为26℃的相变储能模块（即TD），从而实现分区控温。
进一步的，如图6所示，为实现Z1和Z2区域之间温度的平稳过渡、提升舒适性，将Z1区域外侧的格子中的相变储能模块7替换为相变温度为32℃的相变储能模块（即TA）；将Z1区域与Z2区域相邻的格子中的相变储能模块7替换为相变温度为28℃的相变储能模块（即TC）。
并可以根据客户的需求，对寝具1内的相变储能模块7进行不同的排列组合，即可很方便的改变寝具1的温度区域划分或者改变寝具1的温度控制特性。通过模块化的排列组合手段，使得相变式寝具更容易满足个性化的应用需求。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (3)

1.分区控温寝具，其特征在于：将寝具(1)划分为不同的温度区域分别进行调节控制，具体结构为以下四种中的一种或多种的组合：
第一：电加热式寝具，根据预先设定的温度区域在寝具(1)内分别排布电加热元件(10)，通过对各区域的电加热元件(10)设定不同的额定加热功率、或者对各区域的电加热元件(10)分别设有独立的功率调节模块(11)，使得寝具(1)的不同区域具有不同的温度特性；
第二：液体工质循环制冷/制热式寝具，其中包括冷/热源(2)、循环管路(3)，循环管路(3)位于寝具(1)内，冷/热源(2)产生冷/热量、通过循环管路(3)将液体工质输送到寝具(1)中，为寝具(1)制冷/制热；
根据预先设定的温度区域对循环管路(3)的排布密度进行调整，排布密度大的区域制冷/制热的功率高、排布密度小的区域制冷/制热的功率低；使得寝具(1)不同区域具有不同的温度特性；
或者根据预先设定的温度区域将各个区域的循环管路(3)划分为不同的分支回路，并在各个区域的分支回路处设置调节阀(4)，通过调节各个分支回路工质流量的手段、调节各个区域的制冷/制热的功率；从而使得寝具(1)不同区域具有不同的温度特性；
第三：气体工质制冷/制热式寝具，其中包括冷/热源(2)、通风管路(4)，通风管路(4)位于寝具(1)内，冷/热源(2)产生冷/热量、通过通风管路(4)将气体工质输送到寝具(1)中，为寝具(1)制冷/制热；
首先根据预先设定的温度区域、使用隔板(12)将寝具(1)或床垫分隔为相对独立的空间区域，在各个控温区域中设置通风管路(4)或者出风口(5)；
在各区域中设置内置风机(6)、并与通风管路(4)连接、将气体工质吹送到相应的区域内，通过调节各区域内置风机(6)的风力大小、使得寝具(1)不同区域具有不同的温度特性；
或者将各个区域的通风管路(4)划分为不同的分支回路，并在进入各个区域的分支回路处设置风量调节阀或设置可调式风口，通过风量调节阀或可调式风口，改变各区域的送风量，进而改变各区域的加热/制冷量、使得寝具(1)不同区域具有不同的温度特性；
第四：相变式寝具，其结构是在寝具(1)或床垫中添加用于调节寝具(1)温度的相变储能模块(7)，从而进行温度调节；
根据预先设定的温度区域将寝具(1)分隔成多个区域或格子，并在各个区域或格子里分别放入与该区域的控制温度相对应的具有不同相变温度的相变储能模块(7)、使得寝具(1)不同区域具有不同的温度特性。
2.根据权利要求1所述的分区控温寝具，其特征在于：在寝具(1)的各个温度区域内，分别设置温度传感器(8)、并与控制模块(9)连接，控制模块(9)根据温度传感器(8)的数据控制冷/热源(2)的工作状态，进而动态调节寝具(1)内的各个温度区域的温度；并且用户可以自主设定寝具(1)的基准温度，控制模块(9)根据温度传感器(8)的数据与基准温度设定值的差异，调整冷/热源(2)的工作状态，进而动态调节寝具的总体温度。
3.根据权利要求1所述的分区控温寝具，其特征在于：对于相变式寝具，将寝具(1)或床垫分隔成多个格子，每个温度区域由不同的格子组合而成，各个格子中放入具有不同相变温度的相变储能模块(7)；针对个性化的客户需求，通过对各个格子中的相变储能模块(7)进行替换、调整，就可以改变寝具(1)的温度区域划分或者改变寝具(1)的温度控制特性。
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