CN109501549A - 用于热控制的脉管结构和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于利用脉管通道进行热控制的系统和方法。脉管通道结合在部件中的网络中。该部件是为乘员配置的构造环境的一部分。流体回路与脉管通道连接，并使流体循环穿过该部件，以改变部件的热状态。

Description

用于热控制的脉管结构和方法

本发明总体上涉及用于利用脉管通道进行热控制的结构和方法，更具体地涉及通过形成于内部部件中的脉管通道进行加热或冷却。

组装结构可包括由各种不同材料制成的各种不同形状的部件。单个部件可传导热量，可辐射热量，并且/或者可将热量排离其它物体。当部件限定由人乘坐的构造空间时，该空间通常通过加热、通风和空调(HVAC)系统进行气候控制。提供HVAC系统能够通过向空间添加热量或从空间移除热量而为乘员保持舒适的环境。因此HVAC系统用于逆流不期望的热量或冷气。当部件是热量或冷气的来源时，HVAC系统仅仅通过调节内部空气间接处理那些来源。在某些应用中，HVAC系统可具有有限容量。在其它应用中，有利的是减小HVAC系统的能量使用。

因此，期望的是提供有效且高效地为广泛应用提供加热和/或冷却的结构和方法。此外，结合附图和前述技术领域和发明背景，从随后的具体实施方式和所附权利要求中，用于热控制的结构和方法的其它期望特征和特性将变得显而易见。

发明内容

本发明提供了用于利用脉管结构进行热控制的系统和方法。在各个示例性实施例中，脉管结构结合在部件中的网络中。该部件是为乘员配置的构造环境的一部分。流体回路与脉管通道连接，并且使流体循环穿过该部件，以改变部件的热状态。

在其它实施例中，构造环境包括车辆的车厢，并且部件包括车辆的内部面板。

在其它实施例中，流体回路包括热交换器。HVAC系统配置为使第二流体循环穿过热交换器。

在其它实施例中，部件包括车辆仪表盘。

在其它实施例中，部件包括车辆挡风玻璃。

在其它实施例中，脉管通道的直径在100微米和1毫米之间。

在其它实施例中，脉管通道包括嵌入在部件中的管。

在其它实施例中，网络包括与脉管通道连接的歧管。

在其它实施例中，部件由结合在聚合物基质中的纤维材料制成。

在其它实施例中，流体回路包括热交换器。HVAC系统使发动机冷却剂循环穿过热交换器，并穿过HVAC系统的冷却剂回路。流体回路包括另一个热交换器。空气调节系统使制冷剂循环穿过该另一个热交换器。

在其它示例性实施例中，用于对部件进行热控制的方法包括在部件内的网络中加入脉管通道。该部件组装为为乘员配置的构造环境的一部分。流体回路与脉管通道连接。流体循环穿过部件，从而改变部件的热状态。

在其它实施例中，方法包括将构造环境配置为车辆的车厢。部件可配置为车辆的内部面板。

在其它实施例中，方法包括将热交换器连接到流体回路中；并使第二流体循环穿过热交换器，并穿过HVAC系统。

在其它实施例中，方法包括将部件配置为车辆仪表盘。

在其它实施例中，方法包括将部件配置为车辆挡风玻璃。

在其它实施例中，方法包括形成直径在100微米和1毫米之间的脉管通道。

在其它实施例中，方法包括使脉管通道形成为管道，并将管道嵌入到部件中。

在其它实施例中，方法包括使歧管与脉管通道连接，并将歧管结合到部件中。

在其它实施例中，方法包括形成由结合在聚合物基质中的纤维材料制成的部件。

其它示例性实施例包括用于车辆车厢的热控制系统。车辆的部件限定车厢的内部部分。流体回路使流体循环。部件中的脉管通道与流体回路连接，以引导流体穿过部件。热交换器由车辆承载，并且包括在流体回路中。车厢配置为承载乘员，并且流体配置为改变部件的热状态，以提高或降低由乘员感测到的温度。

附图说明

下文将结合以下附图对示例性实施例进行描述，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：

图1是根据一个实施例的具有脉管通道的部件的示意图；

图2是用于图1所示实施例的部件的温度与时间曲线图；

图3是用于包含图1所示实施例的部件的车厢的温度与时间曲线图；

图4是根据一个实施例的部件的示意性剖视图；

图5是根据一个实施例的具有应用模具的图4所示部件的示意性剖视图；

图6是根据一个实施例的具有形成的脉管通道的图4所示部件的示意性剖视图；

图7是根据一个实施例的用于部件的片材应用方法的示意图；

图8是根据一个实施例的将图7大体沿线8-8截取的示意性剖视图；

图9是根据一个实施例的部件和模具的示意图；

图10是根据一个实施例的具有脉管通道的部件的示意图；

图11是根据一个实施例的部件元件的示意性剖视图；

图12是根据一个实施例的具有形成的脉管通道的图11所示部件的示意性剖视图；

图13是根据多个实施例的部件加热操作的示意性剖视图；

图14是根据一个实施例的具有形成的脉管通道的图13所示部件的示意图；

图15是根据一个实施例的部件元件的示意图；

图16是根据一个实施例的图15所示部件的各元件的示意图；

图17是根据一个实施例的应用于部件的管的示意图；

图18是根据一个实施例的用于部件的管应用方法的示意图；

图19是根据一个实施例的具有内嵌管的图18所示部件的示意性剖视图；

图20是根据一个实施例的层叠部件的示意性透视图；

图21是根据一个实施例的部件的示意性剖视图；

图22是根据一个实施例的具有应用的通道结构的图21所示部件的示意性剖视图；

图23是根据一个实施例的具有形成的脉管通道的图21所示部件的示意性剖视图；

图24是根据一个实施例的具有应用的通道结构的模具的示意性剖视图；

图25是根据一个实施例的添加至图24所示通道结构和模具的部件的示意性剖视图；

图26是根据一个实施例的具有形成的脉管通道的图25所示部件的示意性剖视图；

图27是根据一个实施例的部件的元件的示意性剖视图；

图28是根据一个实施例的具有应用的牺牲材料痕道的图27所示元件的示意性剖视图；

图29是根据一个实施例的具有应用的牺牲材料痕道的图27所示元件的示意性剖视图；

图30是根据一个实施例的具有形成的脉管通道的图29所示部件的示意性剖视图；

图31是根据一个实施例的形成在与牺牲歧管连接的痕道内的牺牲材料的示意图；

图32是具有形成的部件的图31所示痕道的示意性剖视图；

图33是根据一个实施例的具有形成的脉管通道的图32所示部件的示意性剖视图；

图34是根据一个实施例的吹塑模制操作的示意性剖视图；

图35是根据一个实施例的脉管通道预成型件的示意性剖视图；

图36是根据一个实施例的结合在部件中的图35所示预成型件的示意性剖视图；

图37是根据一个实施例的车辆脉管通道流体系统的示意图；

图38是根据一个实施例的车辆脉管通道流体系统的示意图；

图39是根据一个实施例的车辆脉管通道流体系统的示意图；并且

图40是根据一个实施例的车辆脉管通道流体系统的示意图。

具体实施方式

下述具体实施方式在性质上仅仅是示例性的，而并不意在限制本发明应用的主题或其用途。此外，并不意在受前述引言、发明内容或下述具体实施方式中明确或隐含表述的理论的约束。

根据本文所描述的优选实施例，所感测到的构造环境的温度通过在某些部件中结合入脉管通道流体循环系统和方法而发生改变。在诸如汽车车厢的构造环境中，散热器和例如传导源和辐射源的热负载会影响乘员所感受到的温度。为了通过经济节约的方式提高乘员的热舒适度，乘员的温度通过由脉管通道实现的流体循环而改变。脉管通道的尺寸根据应用和所选择的形成部件的构造方法而确定。通常而言，脉管通道的尺寸为直径在100微米至5毫米之间，但也可使用其它尺寸。通过脉管通道可增加或移除热量。余热(例如，来自太阳能负载、推进系统、电池系统、电子器件和各种车辆系统的余热)可被吸收并分散至环境中。可通过内嵌的脉管通道增加热量以使冷部件变热(例如，座位或其它乘员界面表面、窗户等部件)。脉管通道的加热和冷却可用于补充HVAC系统，并且能够减少HVAC部件的能耗，提高效率。对于用于散热的各种系统(例如，发动机散热器、空气调节冷凝器、变速器冷却器和电池冷却器)而言，还可以减小尺寸和重量。这些方面在包括电动车辆应用的所有应用中均是有用的。

因此，以下描述涉及脉管结构、用于热控制的系统和方法。出于示例的目的，该结构、系统和方法可以在车辆应用的情况下进行描述。车辆仅仅是可进行脉管通道加热和/或冷却的一种构造环境。本发明并不局限于车辆应用，而是还包括期望进行热控制并且存在用于施总脉管通道的部件的任何应用。因此，本发明的教导可根据需要应用于车辆或其它应用。

在一个示例性实施例中(例如，在车辆车厢内)，乘员的舒适度并不仅仅受到车辆内部空气温度的影响，而且还受到大量辐射源和传导源的影响。辐射源包括围绕在乘员周围的那些，例如，挡风玻璃/窗户、遮阳板、仪表盘、车门面板、座位、地板材料等。传导源包括乘员接触的那些，例如，座位表面、方向盘、扶手等。这些源头增加了炎热天气乘员所受的热负荷，并且特别是传导源影响寒冷天气乘员所受的热流失。因此，通过脉管通道加热和/或冷却改变各种部件源头的温度，可以改善乘员的感受。

在一个示例中(如图1所示)，车辆仪表盘形式的部件20包括网络22，其为脉管通道网络。网络22结合在部件20中，例如通过使用下文所述方法中的一种方法。部件20的尺寸和形状塑造为匹配其包装空间和汽车的功能要求，并且部件20包括轮廓表面24。应当认识到，网络22出于描述的目的而示出，但在应用中，网络22可以嵌入在表面24之下，因此看不到。部件20还包括诸如扬声器开口26、28、通气口30、32、34和传感器开口36的特征。在部件20的形状及其特征的约束下，网络22设置在外部，以利用可用空间。网络22包括多个通道38，在本实施例中，通道大致从部件20的前端40延伸至后端42。通道38与歧管44以及另一个歧管46连接，歧管44在部件20的前端40附近延伸，而另一个歧管46在部件20的后端42附近延伸。在该示例性实施例中，通道38以20毫米的距离彼此间隔开，并且直径为0.8毫米。流体可循环穿过网络22，例如通过在入口48处被泵送到歧管44。流体从入口48流过歧管44、通道38和歧管46，其在出口50处排出。可对流体进行加热或降温，以改变部件20的温度。考虑到在本实施例中部件20是仪表盘，那么通过使流体循环穿过网络22，车辆乘员所经受的辐射性热负荷会有所改变。

参照图2，图2中纵轴52表示仪表盘的温度(单位为摄氏度)，而横轴54表示时间(单位为分钟)。在该示例性实施例中，流体在10摄氏度的温度下以每分钟100毫升的速率进行循环。曲线56示出了仅由车辆的HVAC系统冷却而造成的部件20的温度降低。曲线58示出了由车辆的HVAC系统冷却以及经由网络22进行冷却而造成的部件20的温度降低。通过网络22增加冷却而实现的更大的热量降低率转化为由于来自部件20的辐射热减少而减少乘员的热负荷。其效果是更快地达到乘员舒适度。图3所示的曲线图60也展示了这种效果。图3示出了车辆车厢在非常寒冷的天气中达到舒适温度的时间。曲线图60中，纵轴62表示车厢温度(单位为摄氏度)，而横轴64表示时间(单位为分钟)。曲线66示出了仅由车辆的HVAC系统的加热而导致的车厢的温度和时间。曲线68示出了由车辆的HVAC系统的加热以及经由网络22进行的加热而导致的车厢的温度。通过网络22增加热量所实现的更高的温度增加速率转化为在曲线68和66之间达到舒适温度的时间减少10％。因此，乘员更快地感受到舒适度。

许多实施例涉及通过直接在具有选择性局部结合的多层部件中形成通道来制造脉管通道。参照图4至图6，两层定位为彼此紧靠。其中一层可以采用需要加热或冷却作用的部件102的形式。例如，部件102可以是车厢的内部面板、座位表面、地板的一部分、壁或天花板，或者其它类型的部件。部件102可以由多种材料中的任何一种形成，包括金属、聚合物、复合材料等。通常，部件102将在该阶段形成其最终形式，然而在某些实施例中，部件102可以在稍晚阶段对形式进行进一步改变。第二层的形式可以是可变形片104。如图4所示，部件102和可变形片104放置在一起，部件102的表面106抵靠可变形片104的表面108。可变形片104可以覆盖整个表面106，或者可以仅覆盖表面106的一部分。在许多实施例中，部件102可具有一致的厚度110。在其它实施例中，厚度110随着部件102的面积而变化。可变形片104大体具有一致的厚度112，而厚度112小于部件的厚度110。

如图5所示，在本示例中采用模具111形式的工具与可变形片104接触。模具111具有突起区域114，其在施加力116的作用下将可变形片104的接触区域推向部件102。在与突起区域114的位置相对应的界面区域120中，表面108被压在表面106上。界面区域120可以选择性地在表面108和/或表面106上由粘合剂覆盖。施加力116将可变形片104在界面区域120处固定至部件102。在其它实施例中，模具111进行加热，而可变形片104在界面区域120处熔合至部件102。模具111包括在突起区域114之间的许多凹陷122。凹陷122的图案限定将通过结合部件102和可变形片104形成的通道。参照图6，流体压力124施加在表面106和108之间，以在界面区域120之间打开通路，形成通道126。可变形片104可在压力124的作用下发生塑性变形，从而使通道126打开。在其它实施例中，通道126充满流体，同时施加压力124并且流体留在通道126中，而可变形片104不发生塑性变形。在另外的实施例中，在应用中使用时，当流体循环通过可变形片104和通道126时，可变形片104是弹性的，而通道126是膨胀的。

在一个示例性实施例中(如图7和图8所示)，可变形片104通过滚动操作施加到部件102上。可变形片104从辊128供给到部件102上。辊130使可变形片104在界面区域120处紧靠部件102。辊具有突起区域114，突起区域114具有在其之间形成的凹陷122。表面108在界面区域120处通过粘合剂或者在来自辊130的热力的作用固定至表面106。在许多实施例中，可变形片104预先变形为具有配合在凹陷122内的脊132，从而不需要加压变形。

在一个示例性实施例中(如图9所示)，模具111包括位于突起区域114中的集成加热器。模具111还包括端口137，端口137与凹陷122对齐。可以通过端口137抽为真空，将可变形片104的相邻部分拉入凹陷122中。可变形片104和部件102在力116的施加下合在一起，并且在施加真空的同时，通过在施加的热量下熔化来固定界面区域120。在其它实施例中，在施加真空的情况下，可变形片发生塑性变形，真空解除，然后部件102和可变形片104合在一起，可变形片已经发生变形以形成通道126。

在一个示例性实施例中(如图10所示)，部件102和可变形片104的组件138在多个不同的流动路径140、142中形成有通道。流动路径140、142可以在独立的网络中形成(每个网络具有多个路径)，可以具有逆流配置，可以承载不同的流体，可以承载不同温度的流体，可以控制为具有不同或替代的流动速率，并且可以在其它方面有所不同。在某些实施例中，组件138的区域由不同密度的通道覆盖，以在加热或冷却时提供局部变化。流动路径140、142可采用各种形状，例如，直的、弯曲的、蛇形的等。

在一个示例性实施例中(如图11和图12所示)，部件104覆盖有粘合剂层144，例如通过喷雾涂敷器146实现。覆盖范围可以在整个表面106上是一致的，或者粘合剂可以涂敷至选择区域。如图12所示，可变形片104可进行预先变形，并且在施加压力117的情况下施加至粘合剂层144。可变形片104通过粘合剂层144固定至部件102，限定通道126。在许多实施例中(如图13和图14所示)，表面106、108进行加热(例如通过红外加热器147)，代替粘合剂层144。取出加热器147，并且预变形的可变形片104在压力117的施加下抵靠在部件102上，并且两者熔合在一起，限定通道126。

在一个示例性实施例中(如图15和图16所示)，组件由两个元件150、152组成。元件150在突起区域156之间形成有凹陷154。元件150成形为具有弯曲表面158。元件150可以通过各种方法形成，而在本实施例中，其通过注塑的方法形成。元件152还可通过各种方法形成。元件152可以是柔性片，或者可以是刚性部件。在某些实施例中，元件152通过注塑方法形成。元件152具有与轮廓158匹配的轮廓160，轮廓158可以形成为具有，或者当应用于元件150时可以采用轮廓158。如上所述，元件150、152可以用粘合剂或加热的方式合在一起并固定。在本实施例中，表面162或表面164可以是当在其应用中组装时可以看见的暴露表面。这是因为通过注塑方法制造的元件150、152是在没有通过任一表面162、164贯通通道的情况下形成的。

许多实施例涉及通过在部件中包含管来制造具有脉管通道的产品。参照图17，许多管166布置为期望的图案，用于实现所需的加热或冷却效果。管166可以为任意可行的尺寸，以满足应用的需要。在许多实施例中，管166的直径约在0.5毫米至5.0毫米之间。管位于模具168中，并且部件170在管166周围模制而成。在某些实施例中(如图18所示)，管166从辊172分离，并沉积在模具168中。具有结合的管166的所得部件170可以采用任何所需的形状，例如具有如图19所示的非线性表面。

在一个示例性实施例中(如图20所示)，层叠部件由设置在一对外层176和178之间的包含管的层174形成。在一个示例中，部件是诸如汽车的档风玻璃177的窗户。外层176和178由玻璃制成，并且管180和包含管的层174由诸如聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-乙酸乙烯酯、聚碳酸酯、热塑性聚氨酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)或其它聚合物的透明聚合物形成。包含管的层174包含折射率匹配材料，其折射率非常接近玻璃层176、178的折射率。在挡风玻璃177的示例中，其可以将大量的辐射热量传递到车辆的车厢中，冷却的流体循环穿过管180以实现冷却的目的。在其它实施例中，流体进行加热，例如用于实现除雾或除霜目的。

许多实施例涉及通过使用牺牲材料而制造具有脉管通道的产品。使用牺牲材料能够形成直径非常小的通道。例如，可形成直径小为100微米的通道。参照图21，在一个示例性实施例中，部件182通过各种方法形成，例如通过注塑方法。部件182可以形成为任何形状，并且具有表面184，表面184可以是当部件182组装成产品时可以看见的外观表面(A级表面)。如图22所示，通道结构186制造为具有稳定的外壁188和牺牲核190。通道结构186放置并结合或形成在表面192上。当部件182组装成产品时，表面192位于未暴露区域中。在一个示例中，通道结构186被打印到封装牺牲纤维作为牺牲核190的表面192上。牺牲核190作为牺牲支架施加至表面192，并且壁188以层的形式沉积并构建为结构上足够的厚度，以用于将在所形成的通道内施加的压力。如图23所示，牺牲核190从壁188核通道194排空。牺牲核190的材料可通过热、化学、电、紫外线或其它作用而去除，具体方式取决于所使用的具体材料。在一个示例中，牺牲核190由催化剂浸渍聚丙交酯形成，并通过在升高的温度下蒸发而除去。

在一个示例性实施例中(如图24所示)，壁188打印在封装牺牲核190的模具198的表面196上。如图25所示，部件200形成在模具198上，例如通过在壁188上进行注塑的方法。部件200围绕牺牲核190和壁188而形成。如图26所示，牺牲核190排空，而部件200中形成通道202。壁188可由与部件200相同的材料形成，并成为其不可分割的一部分。

在一个示例性实施例中(如图27所示)，部件206的元件204通过各种方法形成。在本示例中，元件204通过注塑的方法形成。如图28所示，牺牲材料的许多痕道208被打印到元件204的表面210上。如图29所示，部件206的另一个元件212形成在包覆成型在痕道208上的元件204上。在本示例中，元件212通过注塑的方法形成。如图30所示，牺牲材料的痕道208可通过例如热、化学、电、紫外线或其它作用而去除，具体方式取决于所使用的具体材料。通过移除牺牲材料的痕道208，而在部件206中形成通道214。

许多实施例涉及通过使用牺牲材料制造具有歧管以连接脉管通道的产品。在一个示例性实施例中(如图31所示)，牺牲材料的许多痕道216通过上述方法中的任何一种(包括注塑、3D打印等方法)形成。痕道216与一对歧管218、220连接。歧管218与每个痕道216的每一端中的一端连接，而歧管220与每个痕道216的另一端连接。在本实施例中，痕道216和歧管218、220形成在图32所示的部件222中。部件222可以通过上述方法中的任何一种而形成，包括注塑方法。歧管218、220的端部224、226分别可以与流体循环系统连接。对部件进行处理以排空痕道216的牺牲材料，例如通过热、化学、电、紫外线或其它作用。如图33所示，移除牺牲材料痕道216，使部件222中形成通道228。

许多实施例涉及通过预先形成歧管而制造具有歧管以连接脉管通道的产品。如图34所示，网络230通过上述方法中的任一种而形成，包括注塑、3D打印等方法。在一个示例性实施例中，网络230通过吹塑的方法形成。将加热的聚合物材料232注入模具234中，模具234具有在其内表面236、238中形成的网络配置。空气吹进模具234，在聚合物材料232中形成空隙240。打开模具234，取出网络230，并将网络230配置为如图35所示。网络230包括与一对歧管244和246连接的多个吹塑管状元件242。网络230除了在歧管244、246各自的端部248、250处是开口的之外，其余部分均是闭合的。歧管244与每个管状元件242的一端连接，而歧管246与每个管状元件242的另一端连接。如图36所示，管状元件242和歧管244、246形成在部件252中。部件252可以通过上述方法中的任何一种而形成，包括注塑方法。歧管244、246的端部254、256分别可以与流体循环系统连接。网络230可以形成为用于使流体或多种流体循环穿过部件252所需的任何配置。

在各种示例中，上述部件由诸如金属、聚合物和/或化合物的材料制成。在各种示例中，部件由诸如钢、铝合金、镁合金等的金属制成。在各种示例中，使用诸如热固性聚合物或热塑性聚合物的聚合物。示例性聚合物包括但不限于：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、赛璐珞、乙酸纤维素、环烯烃共聚物(COC)、苯并恶嗪、双马来酰亚胺(BMI)、氰酸盐酯、环氧树脂、乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)、乙烯乙烯醇(EVOH)、氟塑料(包括PTFE、FEP、PFA、CTFE、ECTFE、ETFE)酚醛(PF)、聚缩醛(POM或乙缩醛)、聚丙烯酸酯(丙烯酸)、聚丙烯腈(PAN或丙烯腈)、聚酰胺(PA或尼龙)、聚酰胺-酰亚胺(PAI)、聚芳基醚酮(PAEK或酮)、聚丁二烯(PBD)、聚丁烯(PB)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚己酸内酯(PCL)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚亚环己基二亚甲基酯(PCT)、聚碳酸酯(PC)、聚羟基链烷酸酯(PHA)、聚酮(PK)、聚酯、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚砜(PES)、聚砜、聚氯乙烯(PEC)、聚酰亚胺(PI)、聚乳酸(PLA)、聚甲基戊烯(PMP)、聚苯醚(PPO)、聚苯硫醚(PPS)、聚邻苯二酰胺(PPA)、聚苯乙烯(PS)、聚砜(PSU)、聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)、聚氨酯(PU)、聚乙酸乙烯酯(PVA)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、苯乙烯-丙烯腈(SAN)、聚碳酸酯+丙烯腈-丁二烯-苯乙烯混合物(ABS+PC)、聚丙稀(PP)、聚乙烯(PE)、不饱和聚酯、聚氨酯(PUR)、乙烯基酯、硅、或其任何量的组合物或掺合物，或者可以是另一种类型。在各种示例中，使用在聚合物基质材料中掺入纤维材料的化合物。纤维可以是碳、玻璃、对位芳族聚酰胺、间位芳族聚酰胺、玄武岩、聚乙烯、其组合或另一种材料。部件通过适用于所选材料的任何方法形成。

在许多实施例中(如图37所示)，车辆300包括脉管通道流体系统302。车辆仪表盘形式的部件20包括具有入口48和出口50的网络22。车辆300包括具有冷却剂回路306的发动机304。通常而言，冷却剂通过一个分支308从发动机304循环穿过散热器310以排出热量。冷却剂通过另一个分支312从发动机304循环穿过加热器芯314和热交换器316。加热器芯314是HVAC系统318的一部分，并且热交换器316是脉管通道流体系统302的一部分。HVAC系统包括用于移动空气的吹风机319。脉管通道流体系统302包括流体回路320，流体回路320包括用于使流体循环穿过网络22核热交换器316的泵322。泵322可以是小型有效装置，例如20瓦泵。为了提升部件222的温度，由发动机304加热的冷却剂循环穿过分支312，使热交换器316变热。考虑到冷却剂流过与热交换器316串联的加热器芯314，可以在HVAC系统318中同时使用热量。可包括辅助泵、阀或其它流量控制部件的控制机构323可包括在分支312中以控制通过其的流量。在热交换器316被冷却剂加热的情况下，流体通过泵322穿过网络22，从而加热部件20。

车辆300还包括空气调节系统324。制冷剂由压缩机326循环，穿过冷凝器328、蒸发器330和热交换器332。冷凝器328是HVAC系统318的一部分，并且热交换器332是脉管通道流体系统302的一部分。热交换器316、332串联设置在脉管通道流体系统302中。为了降低部件22的温度，来自蒸发器330的依然是冷却的制冷剂循环穿过热交换器332，提供冷却。考虑到制冷剂穿过蒸发器330会膨胀的情况，可以在HVAC系统318中同时进行冷却。在热交换器332被制冷剂冷却的情况下，流体通过泵322流过网络22，冷却部件20。因此，脉管通道提供了对部件20进行热控制的一种有效形式。

在许多实施例中(如图38所示)，脉管通道流体系统334的各部分结合在HVAC模块336中。HVAC模块336包括吹风机319、蒸发器330和加热器芯314。流体回路338通过泵322的选择性操作使流体循环穿过网络22，并且穿过热交换器340。热交换器340与蒸发器330和加热器芯314一起包括在HVAC模块336中的公共管道342中。吹风机319使空气在串联布置的蒸发器330、加热器芯314和热交换器340上方流过管道342。之后空气被输送至车辆300的车厢344。当HVAC系统318在空气调节模式下操作时，流过管道342的空气由蒸发器330进行冷却，并且当HVAC系统在加热器模式下操作时，空气被加热。冷却或加热的空气在热交换器340上流过，施加冷却或加热效果。当HVAC系统318在加热器模式下操作时，流体回路338中的流体循环通穿过热交换器340，吸收热量，而当HVAC系统318在空气调节模式下操作时释放热量。然后，流体回路338中加热或冷却的流体循环穿过网络22，从而加热或冷却部件20。

在许多实施例中(如图39所示)，网络22是流体回路345的一部分，流体回路345包括散热器式热交换器346和泵322。吹风机347使环境空气348流过热交换器346，并且将根据环境空气348和部件20的温度提供加热或冷却效果。例如，当车厢344的温度提高(例如，由于车辆300停泊时的太阳能负荷而造成)时，流体回路345用于冷却部件20。由泵322循环穿过流体回路345的流体吸收网络22中的热量，并通过热交换器346将热量排至环境空气348。热交换器348位于车辆300的仪表盘前部区域350的前方，并且设置为接收环境空气348的供应。

在许多实施例中(如图40所示)，网络22选择性地与冷却剂回路306或空气调节系统324连接。网络22分为两个单独的流体环路352、354，以保持冷却剂和制冷剂流体之间的分离。流体环路352、354可设在部件20的单独区域中，或者可分离但分布在同一区域上。阀356控制冷却剂进入流体环路352中的流速。由发动机304加热的冷却剂流过加热器芯314，并且在打开时，穿过阀356并进入流体环路352，以加热部件20。阀358控制制冷剂进入流体环路354中的流速。由压缩机326压缩的制冷剂流过蒸发器330，并且当打开时，穿过阀358并进入流体环路354以冷却部件20。

通过前述结构、系统和方法，脉管通道提供了有效形式的热控制。尽管在前述的具体实施方式中已经呈现了某些示例性实施例，但是应该理解存在大量的变型。还应当理解，一个示例性实施例或多个示例性实施例仅仅为示例，而并不旨在以任何方式限制本发明的范围、适用性或配置。相反，前述的具体实施方式将为本领域技术人员提供用于实现该一个示例性实施例或多个示例性实施例的便利流程图。应当理解，在不脱离所附权利要求及其合法等同物所阐述的本发明的范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种变型。

Claims (10)

1.一种热控制系统，所述热控制系统包括：

具有脉管通道的部件，所述脉管通道结合在所述部件中的网络中，所述部件配置成为乘员配置的构造环境的一部分；

流体回路，其与所述脉管通道连接并且配置为使流体循环穿过所述部件；

其中，所述流体改变所述部件的热状态。

2.如权利要求1所述的热控制系统，其中，所述构造环境包括车辆的车厢，并且所述部件是所述车辆的内部面板。

3.如权利要求1所述的热控制系统，所述热控制系统包括：

热交换器，其中，所述流体回路包括所述热交换器；以及

加热、通风和空调(HVAC)系统，其配置为使第二流体循环，其中，所述第二流体循环穿过所述热交换器。

4.如权利要求1所述的热控制系统，其中，所述部件包括车辆挡风玻璃。

5.如权利要求1所述的热控制系统，其中，所述脉管通道的直径在100微米和5毫米之间。

6.如权利要求1所述的热控制系统，所述热控制系统包括：

热交换器，其中，所述流体回路包括所述热交换器；

加热、通风和空调(HVAC)系统，其配置为使第二流体循环，其中，所述第二流体循环穿过所述热交换器；

所述HVAC系统的冷却剂回路，其中，所述第二流体包含发动机冷却剂；

第二热交换器，其中，所述流体回路包括所述第二热交换器；以及

空气调节系统，其配置为使第三流体循环，其中，所述第三流体循环穿过所述第二热交换器。

7.一种用于部件的热控制的方法，所述方法包括：

将脉管通道结合入所述部件中的网络中；

将所述部件组装成为乘员配置的构造环境的一部分；

使流体回路与脉管通道连接；以及

使流体循环穿过所述部件，其中，所述流体改变所述部件的热状态。

8.如权利要求7所述的方法，所述方法包括：

将所述构造环境配置为车辆的车厢；以及

将所述部件配置为所述车辆的内部面板。

9.如权利要求8所述的方法，所述方法包括：

将热交换器连接在所述流体回路中；以及

使第二流体循环穿过所述热交换器，并穿过加热、通风和空调(HVAC)系统。

10.如权利要求7所述的方法，所述方法包括形成直径在100微米和1毫米之间的所述脉管通道。