DE112013006109T5 - Vorrichtung und Verfahren zur Verbesserung der Reaktionszeit eines Temperaturreglers - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Verbesserung der Reaktionszeit eines Temperaturreglers Download PDF

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Sergiu Csonti
Syed Rafat Iqbal
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Abstract

Ein System (2), aufweisend: (a) eine temperaturgeregelte (10) Vorrichtung; (b) eine primäre Energiequelle; (c) eine elektronische Vorrichtung, eine elektromechanische Vorrichtung, oder beide (22), aufweisend: (i) eine sekundäre Energiequelle; (ii) eine Schaltvorrichtung (30); (iii) eine Messvorrichtung (40, 42); und (iv) optional eine Steuerung; wobei die temperaturgeregelte Vorrichtung an die sekundäre Energiequelle angeschlossen ist, wenn die temperaturgeregelte Vorrichtung eingeschaltet ist; wobei die Messvorrichtung einen vorgegebenen Zustand misst und die Schaltvorrichtung von der sekundären Energiequelle zur primären Energiequelle umschaltet, wenn die temperaturgeregelte Vorrichtung den vorgegebenen Zustand erreicht; und wobei der vorgegebene Zustand in etwa 60 Sekunden oder weniger erreicht ist.

Description

  • GEBIET
  • Die vorliegenden Lehren betreffen im Allgemeinen eine Verbesserung einer Leistungsfähigkeit einer temperaturgeregelten Vorrichtung und im Speziellen eine Verbesserung der Rate, bei der sich eine Heizvorrichtung erwärmt.
  • HINTERGRUND
  • Die vorliegenden Lehren beruhen auf einer Bereitstellung einer temperaturgeregelten Vorrichtung (z.B. eines Heiz- und/oder Kühlsystems), wo die Rate, bei der die Heizvorrichtung eine Erwärmung und/oder Kühlung für einen Benutzer bereitstellt, verbessert ist. Im Allgemeinen enthalten ein Heizsystem und/oder Heiz- und Kühlsysteme zum Bereitstellen eines Wärmekomforts bei einem Fahrzeugsitz ein Heizgerät und/oder ein Gebläse. Typischerweise sind diese Heizgeräte Widerstandsheizgeräte, die im Fahrzeugsitz eingebaut sind. Einige nicht einschränkende Beispiele für Widerstandsheizgeräte, die verwendet werden, sind ein Flachdrahtheizgerät; ein PTC-(positiver Temperaturkoeffizient)Heizgerät; Kohlenstoffstränge; Kohlenstoffmatten; Matten und/oder Stränge, die Kohlenstoff, Nickel oder beides enthalten; oder jede andere Art von Heizsystem, das heiß wird, wenn Energie angelegt wird. Diese Heizgeräte brauchen jedoch, wenn sie erkaltet sind, Zeit um: heiß zu werden, die umgebenden Elemente zu erwärmen, eine oder mehrere Schichten zu durchdringen oder eine Kombination von diesen, so dass ein Insasse die Wärme vom Heizgerät spürt, oder brauchen, wenn die Kühlvorrichtungen warm sind, Zeit, um für eine Kühlung zu sorgen. Die Zeit, die verstreicht, bis ein Insasse Wärme empfindet, steigt, wenn die Umgebungsluft des Heizgerätes, der Sitz, die Luft oder eine Kombination davon vor dem Einschalten des Heizgerätes kälter wird, oder aber die Zeit, die verstreicht, bis ein Insasse eine Kühlung erfährt, steigt, wenn die Umgebungsluft der Kühlvorrichtung, der Sitz, die Luft oder eine Kombination davon vor dem Einschalten der Kühlvorrichtung wärmer wird. Bestehende Systeme haben einen rampenförmigen Anstieg von dem Zeitpunkt ihres Einschaltens bis der Insasse einen Anstieg in der Erwärmung und/oder Kühlung wahrnimmt. Für Insassen, die nur einige Kilometer fahren, könnte der Fahrzeugsitz nicht einmal warm und/oder kalt werden, bis der Insasse den gewünschten Zielort erreicht. Ungeachtet der derzeit bestehenden Vorrichtungen suchen Autohersteller und Kraftfahrzeugbesitzer ständig nach erwärmten Sitzen, die schneller erwärmen, und gekühlten Sitzen, die schneller kühlen. Es wäre interessant, über ein Heizsystem zu verfügen, das rasch erwärmt, und/oder über ein Kühlsystem, das rasch kühlt, so dass ein Benutzer eine Temperaturänderung kurz nach dem Einschalten des Heizgeräts erfährt. Es wäre interessant, über eine Heizvorrichtung und/oder eine Kühlvorrichtung zu verfügen, die 70 Prozent ihrer Maximaltemperatur in 60 Sekunden oder weniger erreicht. Beispiele für Versuche, Leistung zu verstärken, finden sich in US-Patenten Nr. 4,849,611 ; 5,369,247 ; 6,914,217 ; 7,615,879 ; und 7,801,661 , auf die alle hier für sämtliche Zwecke Bezug genommen wird.
  • Benötigt wird eine temperaturgeregelte Vorrichtung, die rasch eine Temperatur erreicht, bei der der Benutzer ein Gefühl von Erwärmung und/oder Kühlung empfindet. Ferner wird ein Heizsystem benötigt, das rasch aufheizt, während die Temperatur des Heizgeräts überwacht wird, so dass das Heizgerät nicht aufgrund der raschen Erwärmung beschädigt wird. Es wäre interessant, über eine temperaturgeregelte Vorrichtung zu verfügen, die 70 Prozent ihrer Maximaltemperatur in 60 Sekunden oder weniger, bevorzugt 85 Prozent ihrer Maximaltemperatur in 60 Sekunden oder weniger, bevorzugter etwa 100 Prozent oder mehr ihrer Maximaltemperatur in 60 Sekunden oder weniger erreicht.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Die vorliegenden Lehren erfüllen eine oder mehr dieser Anforderungen durch Bereitstellen: eines Systems, aufweisend: (a) eine temperaturgeregelte Vorrichtung; (b) eine primäre Energiequelle; (c) eine elektronische Vorrichtung, eine elektromechanische Vorrichtung oder beide, aufweisend: (i) eine sekundäre Energiequelle; (ii) eine Schaltvorrichtung; (iii) eine Messvorrichtung; und (iv) optional eine Steuerung; wobei die temperaturgeregelte Vorrichtung an die sekundäre Energiequelle angeschlossen ist, wenn die temperaturgeregelte Vorrichtung eingeschaltet ist; wobei die Messvorrichtung einen vorgegebenen Zustand misst, und die Schaltvorrichtung von der sekundären Energiequelle zur primären Energiequelle umschaltet, wenn die temperaturgeregelte Vorrichtung den vorgegebenen Zustand erreicht; und wobei der vorgegebene Zustand in etwa 60 Sekunden oder weniger erreicht ist.
  • Die vorliegenden Lehren stellen bereit: ein Verfahren, aufweisend: (a) Anlegen einer sekundären Energiequelle an eine temperaturgeregelte Vorrichtung in einem System; (b) Überwachen eines Zustandes oder mehrerer Zustände der temperaturgeregelten Vorrichtung; (c) Trennen der temperaturgeregelten Vorrichtung von der sekundären Energiequelle, wenn der eine oder mehrere der Zustände einen vorgegebenen Wert erreicht bzw. erreichen; (d) Anschließen der temperaturgeregelten Vorrichtung an eine primäre Energiequelle, so dass die temperaturgeregelte Vorrichtung weiterhin die Temperatur regelt; wobei die temperaturgeregelte Vorrichtung nach etwa 60 Sekunden oder weniger von der sekundären Energiequelle getrennt wird; und wobei die temperaturgeregelte Vorrichtung eine selbstregulierende Heizvorrichtung ist; die temperaturgeregelte Vorrichtung an eine Steuerung angeschlossen wird, die die Temperatur der temperaturgeregelten Vorrichtung reguliert; oder eine Kombination von beiden, so dass, wenn die temperaturgeregelte Vorrichtung an die primäre Energiequelle angeschlossen ist, die temperaturgeregelte Vorrichtung eine im Voraus eingestellte Temperatur, eine vom Benutzer gewählte Temperatur oder beide aufrechterhält.
  • Die vorliegenden Lehren erfüllen eine oder mehrere der vorliegenden Anforderungen durch Bereitstellen eines Heizsystems, aufweisend: (a) eine Heizvorrichtung; (b) eine elektronische Vorrichtung, eine elektromechanische Vorrichtung oder beide, aufweisend: (i) eine sekundäre konstante Energiequelle, eine sekundäre verstärkte Energiequelle oder beide; (ii) eine primäre konstante Energiequelle; (iii) eine mechanische Schaltvorrichtung, eine elektrische Schaltvorrichtung oder beide; (iv) eine Messvorrichtung; und (v) optional eine Steuerung; wobei die Heizvorrichtung an die sekundäre konstante Energiequelle, die sekundäre verstärkte Energiequelle oder beide angeschlossen ist, wenn die Heizvorrichtung eingeschaltet ist; wobei die Messvorrichtung einen vorgegebenen Zustand misst und die mechanische Schaltvorrichtung, die elektrische Schaltvorrichtung oder beide von der sekundären konstanten Energiequelle, der sekundären verstärkten Energiequelle oder beiden zur primären konstanten Energiequelle umschalten, wenn die Heizvorrichtung den vorgegebenen Zustand erreicht; und wobei der vorgegebene Zustand in etwa 60 Sekunden oder weniger erreicht ist.
  • Ein weiterer einzigartiger Aspekt der vorliegenden Lehren sieht ein Verfahren vor, aufweisend: (a) Anlegen einer konstanten Energiequelle oder einer verstärkten Energiequelle an eine Heizvorrichtung in einem Heizsystem; (b) Überwachen eines Zustandes oder mehrerer Zustände der Heizvorrichtung; (c) Trennen der Heizvorrichtung von der konstanten Energiequelle oder der verstärkten Energiequelle, wenn der eine oder die mehreren der Zustände einen vorgegebenen Wert erreicht bzw. erreichen; (d) Anschließen der Heizvorrichtung an eine andere konstante Energiequelle, so dass die Heizvorrichtung weiterhin erwärmt ist; wobei Heizvorrichtung von der konstanten Energiequelle oder der verstärkten Energiequelle nach etwa 60 Sekunden oder weniger getrennt wird; und wobei die Heizvorrichtung selbstregulierend ist, die Heizvorrichtung an eine Steuerung angeschlossen ist, die die Temperatur des Heizgeräts reguliert, oder beides ist, so dass, wenn die Heizvorrichtung an die andere konstante Energiequelle angeschlossen ist, die Heizvorrichtung eine im Voraus eingestellte Temperatur, eine vom Benutzer gewählte Temperatur oder beide aufrechterhält.
  • Die vorliegenden Lehren lösen überraschenderweise eines oder mehrere dieser Probleme durch Bereitstellen einer temperaturgeregelten Vorrichtung, die rasch eine Temperatur erreicht, bei welcher der Benutzer ein Gefühl von Erwärmung und/oder Kühlung empfindet. Die vorliegenden Lehren stellen ein Heizsystem bereit, das rasch erwärmt, während die Temperatur des Heizgeräts überwacht wird, so dass das Heizgerät nicht aufgrund der raschen Erwärmung beschädigt wird. Die vorliegenden Lehren stellen eine temperaturgeregelte Vorrichtung bereit, die 70 Prozent ihrer Maximaltemperatur in 60 Sekunden oder weniger, bevorzugt 85 Prozent ihrer Maximaltemperatur in 60 Sekunden oder weniger, bevorzugter etwa 100 Prozent oder mehr ihrer Maximaltemperatur in 60 Sekunden oder weniger erreicht.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt ein Beispiel eines Temperaturgradienten der vorliegenden Lehren verglichen mit einer Kontrolle;
  • 2 zeigt ein Beispiel eines Steuerdiagramms;
  • 3 zeigt ein weiteres Beispiel eines Steuerdiagramms; und
  • 4 zeigt verschiedene Energiequellen, die grafisch für eine PTC-(positiver Temperaturkoeffizient)Heizvorrichtung dargestellt sind.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Die hier vorgelegten Erklärungen und Darstellungen sollen andere Fachleute auf dem Gebiet mit der Erfindung, ihren Prinzipien und ihrer praktischen Anwendung vertraut machen. Fachleute können die Erfindung in zahlreichen Formen anpassen und anwenden, wie am besten für die Anforderungen einer bestimmten Verwendung geeignet ist. Daher sollen die speziellen Ausführungsformen der vorliegenden, dargelegten Erfindung nicht als umfassend oder einschränkend für die Lehren angesehen werden. Der Umfang der Lehren sollte daher nicht unter Bezugnahme auf die vorangehende Beschreibung festgelegt werden, sondern stattdessen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Ansprüche, gemeinsam mit dem vollen Umfang von Äquivalenten, zu welchen solche Ansprüche berechtigt sind, festgelegt werden. Die Offenbarungen aller Artikel und Referenzen, einschließlich Patentanmeldungen und Veröffentlichungen, werden für alle Zwecke durch Bezugnahme zitiert. Es sind auch andere Kombinationen möglich, wie aus den folgenden Ansprüchen hervorgeht, die ebenso hier durch Bezugnahme in dieser schriftlichen Beschreibung aufgenommen werden.
  • Die vorliegenden Lehren sehen ein System vor, das mit jeder temperaturgeregelten Vorrichtung (z.B. Heizvorrichtung oder Kühlvorrichtung) verwendet werden und/oder diese enthalten kann, so dass, wenn eine Energiequelle (z.B. Leistungsquelle, Stromquelle, Spannungsquelle) angelegt wird, die temperaturgeregelte Vorrichtung die Temperatur ändert und benachbarten Strukturen, Menschen oder beiden Wärme und/oder Kühlung zuführt. Bevorzugt kann die hier besprochene temperaturgeregelte Vorrichtung jede Widerstandsheizvorrichtung sein. Einige nicht einschränkende Beispiele für Heizgeräte, die mit den vorliegenden Lehren verwendet werden können, sind auf Kohlenstoff beruhende Heizgeräte, auf Draht beruhende Heizgeräte (z.B. Flachdraht aus Metall wie Kupfer, Gold, Silber oder eine Kombination davon); Heizgeräte mit positivem Temperaturkoeffizienten (d.h., PTC); Heizgeräte mit negativem Temperaturkoeffizienten (d.h., NTC); Kohlenstofffaser-Heizgeräte; Kohlenstoffmatten; Matten und/oder Stränge, die Kohlenstoff, Nickel oder beides enthalten; ähnliches; oder eine Kombination davon. Die Heizvorrichtungen, wie hier besprochen, können eine thermoelektrische Vorrichtung und/oder Pelletier-Vorrichtung sein. Zusätzliche Arten von Heizvorrichtungen, die mit den vorliegenden Lehren verwendet werden können, können aus den vorliegenden Lehren abgeleitet werden, einschließlich jener von US-Patenten Nr.:7,741,582 (z.B. Spalte 1, Zeilen 50- Spalte 2; Zeilen 36 und 1–4) 7,205,510 (z.B. Spalte 1; Zeilen 35–57 und Spalte 2; Zeile 45 bis Spalte 4; Zeile 6 und 1–5); 6,064,037 (z.B. Spalte 2, Zeile 54 bis Spalte 4; Zeile 39); 6,150,642 (z.B. Spalte 1, Zeile 50 bis Spalte 5, Zeile 12 und 1–6); 7,141,760 (z.B. Spalte 1, Zeile 33 bis Spalte 7, Zeile 42 und 1–4); und 7,560,670 (z.B. Spalte 1, Zeile 40 bis Spalte 6, Zeile 11 und 1–3), die alle hier wegen der Lehren bezüglich verschiedener Arten von Heizvorrichtungen zitiert werden, die mit den vorliegenden Lehren verwendet werden können. Einige der Heizvorrichtungen, die mit dem vorliegenden System verwendet werden können, enthalten positive Temperaturkoeffizienteneigenschaften (PTC). Wenn zum Beispiel eine konstante Spannung angelegt wird, steigt der Widerstand des PTC-Heizgeräts, so dass ein weiterer Temperaturanstieg verhindert wird. Das hier besprochene System kann: in die Heizvorrichtung eingegliedert werden, nahe der Heizvorrichtung angeordnet werden, fern der Heizvorrichtung angeordnet werden, nahe einer Kühlvorrichtung angeordnet werden, oder in einer Kombination davon angeordnet werden.
  • Die hier besprochene Kühlvorrichtung kann jede Kühlvorrichtung sein, die für eine Kühlung sorgt, wenn die Kühlvorrichtung mit einer anderen Oberfläche oder einem Benutzer in Kontakt gelangt. Die Kühlvorrichtung kann eine elektrische Kühlvorrichtung sein. Die Kühlvorrichtung kann ein Fluid kühlen und das Fluid wird zirkuliert, um eine Kühlung bereitzustellen. Die Kühlvorrichtung kann eine thermoelektrische Vorrichtung, eine Peltier-Vorrichtung, ein Gebläse oder eine Kombination aus einem Gebläse und einer thermoelektrischen Vorrichtung und/oder Peltier-Vorrichtung sein. Die Kühlvorrichtung kann zum Bereitstellen einer Erwärmung und Kühlung verwendet werden. Die Kühlvorrichtung kann nahe einem Ventilator und/oder Gebläse zum Bewegen eines gekühlten Fluids angeordnet sein. Die Kühlvorrichtung kann nur ein Gebläse sein. Das Gebläse kann dazu verwendet werden, ein Fluid zu einem Insassen zu schieben und/oder Luft von einem Insassen abzuziehen. Die Gebläsestärke kann durch eine sekundäre Energiequelle erhöht werden, so dass eine verstärkte Erwärmung und/oder Kühlung in einer Startphase der Kühlvorrichtung erzeugt wird. Die Gebläsestärke kann bei Verwendung mit einer thermoelektrischen Vorrichtung oder ohne thermoelektrische Vorrichtung erhöht werden. Die Kühlvorrichtung kann, wenn Energie angelegt wird, ein Fluid kühlen, das zur Vorrichtung zirkuliert, die mit einer Komponente, einem Benutzer oder beiden in Kontakt ist. Die Kühlvorrichtung kann Teil eines Systems sein.
  • Das System (z.B. ein Temperaturregulierungssystem, ein Heizsystem, ein Kühlungssystem oder eine Kombination davon), wie hier besprochen, kann die Kombination aus einer temperaturgeregelten Vorrichtung (z.B. der Heizvorrichtung, der Kühlvorrichtung, oder beiden), einer Geräteausstattung, der Energiequelle, einem Leistungsverstärker oder einer Kombination davon sein, wie hier besprochen, die elektrisch aneinander angeschlossen sind. Das System, wie hier besprochen, kann in eine oder mehrere Komponente(n) integriert werden. Das System kann Teil einer Haushaltsvorrichtung (z.B. Heiz- oder Kühlkissen), einer Fahrzeugheizvorrichtung oder einer Kombination davon sein. Die Haushaltsheizvorrichtung kann für therapeutische Anwendungen geeignet sein, wie zur Erwärmung eines Muskels, eines Sessels oder dergleichen, oder einer Kombination davon. Wenn das System in einem Fahrzeug verwendet wird, kann es zum Bereitstellen einer Temperaturregulierung bei im Prinzip jedem Teil des Autos verwendet werden, mit dem ein Insasse in Kontakt gelangt, wie einer Armlehne, einer Türverkleidung, einem Schalthebel, einem Lenkrad, einem Sitz, einer Kopflehne, einer Bodenplatte, einem Himmel, einem Warmhalte-/Kühlbehälter, einer Konsole, einem Armaturenbrett, einem Fußraum oder einer Kombination davon.
  • Das System kann eines oder mehrere der Folgenden enthalten: eine temperaturgeregelte Vorrichtung, eine Heizvorrichtung, eine Kühlvorrichtung, eine Zeitgebervorrichtung (z.B. ein Zeitrelais), eine temperaturgeregelte Vorrichtung (z.B. ein Temperaturrelais), einen Widerstandssensor (z.B. einen Thermistor), eine Energiequelle (z.B. eine primäre Energiequelle, eine sekundäre Energiequelle, Gleichstrom, Wechselstrom oder eine Kombination davon), einen Leistungsverstärker, einen Leistungswandler (z.B. einen DC/DC-Wandler, einen AC/AC-Wandler oder eine Kombination von beiden), einen oder mehrere Schalter, eine oder mehrere Steuerung(en) oder eine Kombination davon. Bevorzugt enthält das System einen Schalter, der die temperaturgeregelte Vorrichtung zwischen einer primären Energiequelle (z.B. einer primären Spannung und/oder einem primären Strom) und einer sekundären Energiequelle (z.B. konstantem Strom, konstanter Leistung, verstärkter Spannung oder einer Kombination davon) umschaltet. Die primäre Energiequelle kann von einer Batterie, einem Wechselstromgenerator, einer Standardsteckdose oder einer Kombination davon stammen. Die sekundäre Energiequelle kann die primäre Energiequelle sein, die reguliert, verstärkt oder beides ist, wie hier besprochen. Bevorzugter enthält das System einen oder mehrere Schalter, der bzw. die eine temperaturgeregelte Vorrichtung zwischen einer primären Energiequelle und einer sekundären Energiequelle umschaltet bzw. umschalten.
  • Die sekundäre Energiequelle kann zur raschen Erhöhung der Temperatur der Heizvorrichtung und benachbarter Flächen, raschen Senkung der Temperatur einer Kühlvorrichtung und benachbarter Flächen oder für beides dienen. Bevorzugt dient die sekundäre Energiequelle zum raschen (d.h., 60 Sekunden oder weniger, oder bevorzugt 30 Sekunden oder weniger) Ändern (z.B. Erhöhen oder Senken) der Temperatur der temperaturgeregelten Vorrichtung, wenn die temperaturgeregelte Vorrichtung eine Temperatur aufweist, die im Wesentlichen gleich ihrer unmittelbaren Umgebung ist. Die sekundäre Energiequelle kann eine konstante Leistungsquelle, konstante Stromquelle, eine verstärkte Spannungsquelle oder eine Kombination davon sein. Zum Beispiel kann eine konstante Leistung an die Heizvorrichtung angelegt werden, um eine Wärmeabgabe in einer PTC-Heizvorrichtung durch Einstellen von Spannung und anschließend Strom aufrechtzuerhalten, um eine Erhöhung im Widerstand des Heizgeräts aufgrund seiner PTC-Eigenschaften zu kompensieren und eine raschere Erwärmungszeit bereitzustellen als bei einem System mit einer konstanten Spannungsquelle. In einem anderen Beispiel kann ein konstanter Strom an die Heizvorrichtung angelegt werden, so dass mit steigendem Widerstand der Heizvorrichtung die Menge an Leistung zunimmt, die an die Heizvorrichtung angelegt wird, bis die maximal verfügbare Spannung verwendet wird (z.B. bis zu 40 Volt in einem 12 Volt-System). In einem dritten Beispiel kann eine verstärkte Spannung, wie 24 Volt oder 36 Volt in einem 12 Volt-System an die Heizvorrichtung angelegt werden, so dass die Heizvorrichtung rascher erwärmt wird. Die sekundäre Energiequelle kann, wie hier besprochen, dieselbe wie die verstärkte Energiequelle sein. Die sekundäre Energiequelle kann dieselbe wie die primäre Energiequelle sein. Die sekundäre Energiequelle kann durch die primäre Energiequelle, von einer Leistungsquelle, die von der primären Energiequelle getrennt ist, oder eine Kombination von beiden mit Energie versorgt werden. Bevorzugt sind die sekundäre Energiequelle und die primäre Energiequelle unterschiedlich. Die primäre Energiequelle kann eine konstante Spannung, ein konstanter Strom oder beides sein. Die konstante Spannungsquelle kann jede hier besprochene Spannungsquelle zum Versorgen der Heizvorrichtung mit Energie sein. Das System kann von der sekundären Energiequelle zur primären Energiequelle umgeschaltet werden, sobald die temperaturgeregelte Vorrichtung und/oder die temperaturgeregelte Fläche eine vorbestimmte Temperatur erreicht, nach einer vorgegebenen Zeitperiode, sobald ein vorgegebener Widerstand erreicht ist oder nach einer Kombination davon.
  • Der Schalter kann zum Umschalten zwischen einer primären Energiequelle und einer sekundären Energiequelle dienen. Der Schalter kann ein mechanischer Schalter, ein elektrischer Schalter, ein elektronischer Schalter oder eine Kombination davon sein. Ein Beispiel für einen elektrischen Schalter ist ein Solenoid, ein Quecksilberschalter oder beides. Ein Beispiel für einen elektronischen Schalter ist ein Transistor, eine Halbleiterrelais, ein MOSFET-Transistor oder eine Kombination davon. Ein Beispiel für eine mechanische Schaltvorrichtung ist ein Relais. Der Schalter kann zum elektrischen Umschalten des Systems zwischen zwei oder mehr Energiequellen, zwei oder mehr Energieanwendungen oder beiden dienen. Der Schalter kann elektrisch und/oder mechanisch zwischen zwei oder mehr Energiequellen auf der Basis eines Signals von einer Steuerung, einem Relais, einer Messvorrichtung oder einer Kombination davon umschalten. Bevorzugt schaltet der Schalter zwischen zwei oder mehr Energiequellen um, wenn der Schalter ein Signal von einer Steuerung, einer Steuereinheit, einem Relais oder einer Kombination davon empfängt.
  • Die Steuerung kann zur Regulierung eines elektrischen Systems dienen. Die Steuerung kann zum elektrischen Regeln eines Schalters auf der Basis eines Signals dienen, das von einem Temperatursensor, einem Zeitgeber, einem Widerstandssensor oder einer Kombination davon empfangen wird. Die Steuerung kann, sobald sie ausgeschaltet ist, ein Signal zum Schalter als Vorgabe senden, um den nächsten Betrieb umgeschaltet zur sekundären Energiequelle zu beginnen. Die Steuerung kann vom System getrennt sein. Zum Beispiel kann die Steuerung in eine Komponente integriert sein, die die temperaturgeregelte Vorrichtung enthält (z.B. eine Steuerung in einem Fahrzeug). Bevorzugt ist die Steuerung Teil des Systems, obwohl die Steuerung fern der Heizvorrichtung, der Kühlvorrichtung oder beider angeordnet sein kann. Die Steuerung kann durch Wechselstrom, Gleichstrom oder beides betrieben werden. Bevorzugt wird die Steuerung durch Gleichstrom betrieben. Die Steuerung kann zum Regulieren der Menge an Spannung, Strom, Leistung oder einer Kombination davon dienen, die der Heizvorrichtung zugeführt wird. Die Steuerung kann einen oder mehrere Spannungsregler, Leistungsregler oder eine Kombination davon enthalten. Die Steuerung kann mit jeder Vorrichtung und/oder jedem Verfahren geregelt werden, so dass eine Temperatur der Heizvorrichtung bei einer stabilen Temperatur, einer vom Benutzer gewählten Temperatur, einem Sollwert oder einer Kombination davon gehalten werden kann. Die Steuerung kann mit einer oder mehreren Verweistabelle(n) geregelt werden. Zum Beispiel kann die Verweistabelle eine Temperatur der Vorrichtung und/oder Fläche, die temperaturgeregelt werden soll, und eine gewünschte Temperatur auflisten und es kann eine Energieabgabe gewählt werden, die die gewünschte Temperatur am schnellsten erreicht. Die Steuerung kann mit einer Pulsbreitenmodulation geregelt werden. Die Pulsbreitenmodulation kann das Heizgerät für eine Dauer einschalten und dann das Heizgerät für eine Dauer ausschalten, so dass eine konstante Temperatur aufrechterhalten wird. Anhand der gewünschten Temperatur kann die Dauer, in der die Vorrichtung ausgeschaltet ist, erhöht oder verringert werden, so dass eine gewünschte Temperatur erreicht und/oder aufrechterhalten wird. Die Pulsbreitenmodulation kann zusätzlich zu und/oder anstelle der Selbstregulierungseigenschaft vorgesehen sein, welche die Heizvorrichtung enthalten kann.
  • Die Spannungsquelle kann jede Spannungsquelle sein, die eine oder mehrere Komponente(n) des Systems mit Energie versorgt. Die Spannungsquelle kann eine konstante Spannungsquelle sein. Bevorzugt ist die Spannungsquelle wie hier besprochen, eine Fahrzeugbatterie, ein Wechselstromgenerator oder eine Fahrzeugbatterie und ein Wechselstromgenerator. Die Spannungsquelle kann ein “12” Volt-System, ein “24” Volt-System, ein “42” Volt-System, ein “120” Volt-System oder eine Kombination davon sein. Die Spannung jeder Spannungsquelle kann um ±10 Prozent oder mehr, ±15 Prozent oder mehr, ±20 Prozent oder mehr, oder etwa ±25 Prozent oder mehr variieren. Das Design, die Qualität, das Alter oder eine Kombination davon einer Batterie und/oder eines Wechselstromgenerators in einem System können den hier besprochenen Bereich der Spannungsquelle beeinflussen. So kann zum Beispiel ein 12 Volt-System von etwa 9 Volt bis etwa 15 Volt schwanken oder ein 24 Volt-System kann von etwa 18 Volt bis etwa 30 Volt variieren. Bevorzugt variiert die Spannungsquelle um etwa ±35 Prozent oder weniger, oder bevorzugter etwa ±30 Prozent oder weniger, oder bevorzugter um etwa ±28 Prozent oder weniger. Bevorzugt ist die Spannungsquelle wie hier besprochen eine 12 Volt Spannungsquelle, wie von einem Fahrzeug produziert; die Spannungsquelle kann aber auch eine 24 Volt Quelle, wie ein Lastwagen, eine 42 Volt Quelle wie ein Elektrofahrzeug, oder eine 120 Volt Quelle, wie ein Standardstecker sein. Die Spannungsquelle kann direkt an der temperaturgeregelten Vorrichtung, direkt am Leistungsverstärker oder beiden angewendet werden. Bevorzugt ist die Spannung mit einem Schalter verbunden und abhängig vom Signal von der Steuerung legt der Schalter die Spannung direkt an die Heizvorrichtung an oder der Schalter legt die Spannung von der sekundären Energiequelle (d.h., dem Leistungsverstärker) an und der Leistungsverstärker legt die Leistung an die Heizvorrichtung an.
  • Der Leistungsverstärker kann jede Vorrichtung sein, die eine sekundäre Energiequelle an die Heizvorrichtung anlegt. Der Leistungsverstärker kann zum Variieren der Energiequelle, Verstärken der Energiequelle oder für beides dienen. Der Leistungsverstärker kann die Spannung, den Strom, die Leistung oder eine Kombination davon einstellen, um eine Änderung im Widerstand der Heizvorrichtung zu kompensieren, so dass die Heizvorrichtung rasch an Wärme zunimmt (d.h., in 60 Sekunden oder weniger). Der Leistungsverstärker kann eine Spannung, einen Strom, eine Leistung oder eine Kombination davon anlegen, die bzw. der im Vergleich zu einer Energieanwendung von einer Standardquelle oder einer primären Energiequelle erhöht ist. Der Leistungsverstärker kann einen Regler enthalten, der die Spannung, den Strom, die Leistung oder eine Kombination davon im Laufe der Zeit erhöht, so dass die Temperatur des Heizgeräts rasch steigt. Das System kann einen oder mehrere Wandler enthalten, die die Spannung des Systems verstärken, so dass die verstärkte Spannung ein rasches Erwärmen der Heizvorrichtung bewirkt.
  • Das System, die Steuerung oder beide können einen oder mehrere Wandler enthalten, der bzw. die Leistung von Wechselstrom zu Gleichstrom oder umgekehrt umwandelt bzw. umwandeln, die Spannung des Systems verstärkt bzw. verstärken oder eine Kombination davon. Die eine oder mehreren Steuerung(en) kann bzw. können eine konstante Leistungsquelle, eine konstante Stromquelle, eine konstante Spannungsquelle oder eine Kombination davon überwachen und/oder an diese angeschlossen sein. Der eine oder die mehreren Wandler kann bzw. können ein AC/AC-Wandler sein, der die Spannungsmenge verstärkt, die der Heizvorrichtung zur Verfügung steht. Der eine oder die mehreren Wandler kann bzw. können ein AC/DC-Wandler oder ein DC/AC-Wandler sein, der die Spannungsmenge verstärkt, die der Heizvorrichtung zur Verfügung steht. Bevorzugt kann bzw. können der eine oder die mehreren Wandler ein DC/DC-Wandler sein, der die Spannungsmenge verstärkt, die der Heizvorrichtung zur Verfügung steht. Der eine oder die mehreren Wandler kann bzw. können die Spannung um einen Faktor von etwa 1,2 oder mehr, etwa 1,5 oder mehr, etwa 2 oder mehr, etwa 3 oder mehr, etwa 4 oder mehr oder sogar etwa 5 oder mehr verstärken. Der eine oder die mehreren Wandler kann bzw. können die Spannung um einen Faktor von etwa 10 oder weniger, etwa 8 oder weniger, oder etwa 6 oder weniger verstärken. Wenn zum Beispiel 12 Volt Leistung dem einen oder den mehreren Wandler(n) zugeleitet wird und der Wandler um einen Faktor von 2 verstärkt, wird ein 24 Volt Signal vom Wandler bereitgestellt. Der eine oder die mehreren Wandler kann bzw. können jede der hier besprochenen Spannungsquellen umwandeln. Die verstärkte Spannung kann von einem Wandler, einem Verbindungselement, das zwei oder mehr Energieversorgungen parallel verbindet, einem Verbindungselement, das zwei oder mehr Energieversorgungen in Reihe verbindet oder einer Kombination davon erzeugt werden.
  • Das Verbindungselement kann zum Verbinden von zwei oder mehr Energiequellen in Reihe dienen, so dass die Spannung zur Heizvorrichtung verstärkt ist. Das Verbindungselement kann der Schalter wie hier besprochen sein. Das Verbindungselement kann eine sekundäre Energiequelle mit der primären Energiequelle in Reihe verbinden, so dass die Energie, die der Heizvorrichtung zugeführt wird, verstärkt ist. Zum Beispiel können zwei Batterien in Reihe verbunden sein, um eine verstärkte Spannung bereitzustellen. Das Verbindungselement kann während der anfänglichen Betriebsphasen der temperaturgeregelten Vorrichtung eingeschaltet sein, so dass eine verstärkte Energiequelle an die temperaturgeregelte Vorrichtung angelegt wird. Das Verbindungselement kann ausgeschaltet werden, sobald einer oder mehrere der vorgegebenen Zustände und/oder Werte (z.B. Temperatur, Widerstand, Zeit) erreicht sind.
  • Die Vorrichtung kann von einer sekundären Energiequelle zu einer primären Leistungsquelle umschalten, wenn das Heizgerät einen vorgegebenen Zustand wie eine Temperatur erreicht. Der vorgegebene Zustand kann jede Temperatur sein, bei der die Heizvorrichtung ausreichend Wärme erzeugt, so dass Wärme zu einem Benutzer überführt wird. Der vorgegebene Zustand kann jede Temperatur sein, bei der die Heizvorrichtung ausreichende Wärmeüberführungen bereitstellt, so dass ein Benutzer eine Wärme des Heizgeräts empfindet, aber die Temperatur niedrig genug ist, so dass das Heizgerät nicht beschädigt wird, die umgebenden Materialien nicht beschädigt werden, der Benutzer sich nicht verbrennt oder eine Kombination davon. Der vorgegebene Zustand für eine Kühlvorrichtung kann jede Temperatur sein, bei der die Kühlvorrichtung eine ausreichende “Wärmeübertragung” bereitstellt, so dass ein Benutzer eine Kühlung von der Kühlvorrichtung erfährt. Der vorgegebene Zustand kann jede Temperatur sein, die durch einen Sollwert, eine Verweistabelle, eine Materialeigenschaft oder eine Kombination davon festgelegt ist. Bevorzugt ist der vorgegebene Zustand ein Sollwert, der im System bereitgestellt ist.
  • Der vorgegebene Zustand, wenn es sich um eine vorgegeben Temperatur für ein Heizgerät handelt, kann etwa 75°C oder mehr, etwa 80°C oder mehr etwa 85°C oder mehr, bevorzugt etwa 90°C oder mehr, bevorzugter etwa 95°C oder mehr, noch bevorzugter etwa 100°C oder mehr oder besonders bevorzugt etwa 110°C oder mehr sein. Einige Arten von Heizvorrichtungen können eine vorgegebene Temperatur von etwa 120°C oder mehr oder sogar etwa 125°C oder mehr haben. Die bevorzugten vorgegeben Sollwerte können abhängig von den Materialeigenschaften des Heizgeräts variieren. In einem Beispiel kann eine vorgegebene Temperatur für ein PTC-(positiver Temperaturkoeffizient)Heizgerät etwa 80°C oder mehr, etwa 85°C oder mehr oder etwa 95°C oder weniger sein. In einem anderen Beispiel kann die vorgegebene Temperatur eines Nicht-PTC-Heizgeräts etwa 100°C oder mehr, etwa 110°C oder mehr, etwa 120°C oder mehr oder etwa 140°C oder weniger sein. Die vorgegebene Temperatur kann etwa 200°C oder weniger, etwa 150°C oder weniger oder etwa 130°C oder weniger sein. Die vorgegebene Temperatur kann etwa 70 Prozent oder mehr, etwa 80 Prozent oder mehr, bevorzugt etwa 90 Prozent oder mehr, bevorzugter etwa 100 Prozent oder mehr, noch bevorzugter etwa 105 Prozent oder mehr, oder besonders bevorzugt etwa 120 Prozent der Maximaltemperatur sein. Zum Beispiel kann die vorgegebene Temperatur die Maximaltemperatur überschreiten, so dass ein Benutzer rascher ein Wärmeempfinden erfährt (z.B. schießt die Steuerung über den vom Benutzer eingestellten Sollwert hinaus).
  • Die Maximaltemperatur des Heizgeräts kann jede Temperatur sein, die für eine ausreichende Wärme für einen Benutzer sorgt, so dass der Benutzer eine Erwärmung empfindet; die Heizvorrichtung therapeutischen Komfort bereitstellt; Wärme durch eine oder mehrere Schichten übertragen wird; oder eine Kombination davon. Die Maximaltemperatur kann jede Temperatur sein, bei der die Heizvorrichtung nicht beschädigt wird, die umgebenden Schichten nicht beschädigt werden, der Benutzer nicht verletzt wird, der Benutzer sich nicht verbrennt oder eine Kombination davon. Die Maximaltemperatur kann etwa 5°C oder mehr, etwa 10°C oder mehr, oder sogar etwa 15°C oder mehr über einem Sollwert und/oder einer vorgegebenen Temperatur liegen. Die Maximaltemperatur kann 5 Prozent oder mehr, 10 Prozent oder mehr oder sogar etwa 20 Prozent oder mehr über einem Sollwert und/oder einer vorgegebenen Temperatur liegen. Bevorzugt ist die Maximaltemperatur etwa 70°C oder mehr, etwa 80°C oder mehr, etwa 85°C oder mehr, etwa 90°C oder mehr, etwa 95°C oder mehr, etwa 100°C oder mehr, etwa 110°C oder mehr, etwa 120°C oder mehr oder sogar etwa 125°C oder mehr. Die Maximaltemperatur kann etwa 175°C oder weniger, etwa 150°C oder weniger oder etwa 130°C oder weniger sein. Die Maximaltemperatur kann auf der Basis des Heizsubstrats der Heizvorrichtung variieren. Zum Beispiel kann eine Heizvorrichtung, die ein Material mit positivem Temperaturkoeffizienten verwendet, eine Maximaltemperatur von etwa 90°C oder weniger haben. In einem anderen Beispiel kann eine Heizvorrichtung, die einen Widerstandsdraht oder ein CarbotexTM Material verwendet, eine Maximaltemperatur von etwa 130°C oder weniger oder etwa 100°C oder weniger haben. Die Maximaltemperatur, die vorgegebene Temperatur oder beide können von einem Zeitgeber, einem Widerstandssensor, einem Temperatursensor oder einer Kombination davon reguliert werden.
  • Eine Kühlvorrichtung kann eine vorgegebene Temperatur von etwa 15°C oder weniger, etwa 10°C oder weniger oder etwa 5°C oder weniger bereitstellen. Die Kühlvorrichtung kann eine vorgegebene Temperatur von etwa –20°C oder mehr, etwa –15°C oder mehr oder etwa –10°C oder mehr bereitstellen. Die Kühlvorrichtung kann ein System, einen Teil einer Vorrichtung nahe einem Sensor oder beide nicht unter eine maximale Kühlungstemperatur kühlen. Die maximale Kühlungstemperatur kann eine Temperatur unter jener eines Sollwerts und/oder einer vorgegebenen Temperatur sein. Die maximale Kühlungstemperatur kann etwa 5°C unter oder mehr unter oder etwa 10°C oder mehr unter einem Sollwert und/oder einer vorgegebenen Temperatur liegen. Die maximale Kühlungstemperatur kann etwa 10 Prozent unter einem Sollwert und/oder einer vorgegebenen Temperatur oder mehr oder sogar etwa 20 Prozent unter einem Sollwert und/oder einer vorgegebenen Temperatur oder mehr liegen. Die vorgegebene Temperatur kann abhängig von der Art der Kühlung variieren, die zum Kühlen eines Benutzers verwendet wird. Zum Beispiel kann die Temperatur der Kühlvorrichtung niedriger sein, wenn gekühlte Luft von einer Zirkulationsvorrichtung bewegt wird. Eine Zeitgebervorrichtung kann zum Umschalten von einer sekundären Energievorrichtung zu einer primären Energievorrichtung verwendet werden, so dass eine rasche Kühlung erreicht werden kann.
  • Der Zeitgeber kann jeder Zeitgeber sein, der eine Zeit misst und zu einem vorgegebenen Zeitpunkt ein Signal erzeugt, das eine Reaktion auslöst. Der Zeitgeber kann ein integriertes Teil einer Steuerung, getrennt von einer Steuerung, Teil einer Heizvorrichtung, Teil eines Leistungsverstärkers oder eine Kombination davon sein. Der Zeitgeber kann in jedem Intervall messen, das dem Zeitgeber ermöglicht, Folgendes zu unterstützen: Regeln der Heizvorrichtung, Umschalten zwischen Energiequellen, Auslösen einer Reaktion im System oder eine Kombination davon. Bevorzugt misst der Zeitgeber in Sekunden. Der Zeitgeber kann nach einer vorgegebenen Zeitperiode ein Signal erzeugen. Der Zeitgeber kann die Zeitperiode überwachen, in der die sekundäre Energiequelle, der Leistungsverstärker oder beide an die temperaturgeregelte Vorrichtung angeschlossen ist bzw. sind. Bevorzugt überwacht der Zeitgeber den Anschluss zwischen der temperaturgeregelten Vorrichtung und der sekundären Energiequelle, dem Leistungsverstärker oder beiden für eine vorgegebene Zeitperiode.
  • Der vorgegebene Zustand kann jede Zeitperiode sein, so dass Wärme und/oder Kälte, die von der Heizvorrichtung, der Kühlvorrichtung oder beiden erzeugt werden, durch eine oder mehrere Schichten übertragen und vom einem Benutzer empfunden werden. Der vorgegebene Zustand kann jede Zeitperiode sein, so dass die temperaturgeregelte Vorrichtung (z.B. das Heizgerät, die Kühlvorrichtung oder beide) etwa 80 Prozent oder mehr, bevorzugt etwa 90 Prozent oder mehr, bevorzugter etwa 95 Prozent oder mehr, etwa 100 Prozent oder mehr, oder sogar etwa 105 Prozent oder mehr der Maximaltemperatur erreichen. Der vorgegebene Zustand kann etwa 90 Sekunden oder weniger, etwa 75 Sekunden oder weniger, bevorzugt etwa 60 Sekunden oder weniger, bevorzugter etwa 45 Sekunden oder weniger, noch bevorzugter etwa 30 Sekunden oder weniger, besonders bevorzugt etwa 20 Sekunden oder weniger sein. Der vorgegebene Zustand kann etwa 5 Sekunden oder mehr, etwa 10 Sekunden oder mehr, oder etwa 15 Sekunden oder mehr sein. Der Zeitgeber kann nach einer vorgegebenen Zeitperiode ein Signal für den hier besprochenen Schalter bereitstellen. Das Signal vom Zeitgeber kann die temperaturgeregelte Vorrichtung zwischen einer sekundären Energiequelle, einer primären Energiequelle oder beiden umschalten. Wie hier besprochen, kann bzw. können die vorgegebene Temperatur, die Maximaltemperatur oder beide vom Widerstandssensor geregelt werden.
  • Der Widerstandssensor kann jeder Sensor sein, der einen Widerstand, eine Änderung im Widerstand oder beides der temperaturgeregelten Vorrichtung überwacht. Bevorzugt überwacht der Widerstandssensor den Widerstand und/oder eine Änderung im Widerstand einer PTC-(positiver Temperaturkoeffizient)Heizvorrichtung, einer NTC-(negativer Temperaturkoeffizient) Heizvorrichtung, einer Kühlvorrichtung oder einer Kombination davon. Der Widerstandssensor kann die Änderung im Widerstand überwachen, wenn die Energiequelle bei der Heizvorrichtung angelegt wird, wenn sich die Temperatur der Heizvorrichtung und/oder Kühlvorrichtung ändert oder bei beiden. Der Widerstandssensor kann jede Vorrichtung sein, die die Menge an Widerstand misst, die die temperaturgeregelte Vorrichtung aufweist, so dass, wenn ein vorgegebener Widerstand erreicht ist, der Sensor ein Signal für die Steuerung, den einen oder die mehreren Schalter oder beide bereitstellt, so dass die temperaturgeregelte Vorrichtung von einer sekundären Energiequelle zu einer primären Energiequelle umschaltet. Der Widerstandssensor kann ein Widerstandsmesser, ein Widerstandsthermistor, ein Widerstandstemperaturdetektor (RTD) oder eine Kombination davon sein. Der Widerstandssensor kann einen Widerstand mit einer Temperatur oder umgekehrt korrelieren. Der Widerstandssensor kann zusätzlich zu einem Temperatursensor, anstelle eines Temperatursensors oder als eine Form eines Temperatursensors verwendet werden.
  • Der Temperatursensor kann jeder Sensor sein, der die Temperatur der Heizvorrichtung, die Temperatur an einer Insassenkontaktfläche, die Temperatur an einer Kontaktfläche oder eine Kombination davon misst. Der Temperatursensor kann jeder Sensor sein, der verhindert, dass die Heizvorrichtung den Nennwert der Heizvorrichtung übersteigt, die Heizvorrichtung beschädigt wird, das Heizgerät durchbrennt, eine oder mehrere Oberfläche(n) neben dem Heizgerät schmilzt bzw. schmelzen, ein Insasse sich verbrennt, bei einem Insassen Erfrierungen entstehen oder eine Kombination davon. Der Temperatursensor kann ein Kontakttemperatursensor, ein kontaktloser Temperatursensor, ein optischer Temperatursensor, ein elektrischer Temperatursensor oder eine Kombination davon sein. Beispiele für Temperatursensoren, die verwendet werden können, sind ein Thermistor, eine Wärmesonde, ein Widerstandsthermometer oder ein Widerstandstemperaturdetektor (RTD), ein Thermometer, eine bimetallische Temperaturmessvorrichtung oder eine Kombination davon. Bevorzugte Temperatursensoren können elektrisch innerhalb des Temperaturregulierungssystems, der Heizvorrichtung der Kühlvorrichtung oder einer Kombination davon angeschlossen sein.
  • Die Leistungsfähigkeit des Systems kann jede Leistungsfähigkeit wie hier besprochen sein. Bevorzugt kann die Leistungsfähigkeit des Systems durch Eintragen der Temperaturerhöhung der Heizvorrichtung im Laufe der Zeit gemessen werden. Eine Kurve des Systems während der Anfangsphasen einer Erwärmung und/oder Kühlung kann einen Winkel von etwa 65 Grad oder mehr, bevorzugt etwa 75 Grad oder mehr, bevorzugter etwa 80 Grad oder mehr, oder noch bevorzugter etwa 85 Grad oder mehr oder besonders bevorzugt etwa 87 Grad oder mehr für etwa die ersten 5 Sekunden oder mehr, etwa die ersten 7 Sekunden oder mehr, etwa die ersten 10 Sekunden oder mehr oder etwa die ersten 15 Sekunden oder mehr bilden. Eine Kurve des Systems nach den Anfangsphasen einer Erwärmung und/oder Kühlung kann einen Winkel von etwa 30 Grad oder mehr, bevorzugt etwa 40 Grad oder mehr, bevorzugter etwa 45 Grad oder mehr oder noch bevorzugter etwa 50 Grad oder mehr, nach den ersten 10 Sekunden oder mehr, nach den ersten 15 Sekunden oder mehr, nach den ersten 20 Sekunden oder mehr oder nach den ersten 25 Sekunden oder mehr, aber nach etwa 75 Sekunden oder weniger, etwa 60 Sekunden oder weniger oder etwa 45 Sekunden oder weniger (d.h., von etwa 10 Sekunden bis etwa 60 Sekunden nach einer anfänglichen Erwärmung) bilden. Anders gesagt, die Heizvorrichtung und/oder die Kühlvorrichtung kann/können bei einer Rate von etwa 3,0°C oder mehr/Sekunde, bevorzugt etwa 3,5°C oder mehr/Sekunde, bevorzugter etwa 4,0°C oder mehr/Sekunde, noch bevorzugter etwa 4,5°C oder mehr/Sekunde, noch bevorzugter etwa 5,0°C oder mehr/Sekunde oder besonders bevorzugt etwa 5,5°C oder mehr/Sekunde für etwa die ersten 8 Sekunden oder mehr, etwa die ersten 10 Sekunden oder mehr, etwa die ersten 12 Sekunden oder mehr oder sogar etwa die ersten 15 Sekunden oder mehr aufwärmen bzw. abkühlen. Die Heizvorrichtung und/oder die Kühlvorrichtung kann/können bei einer Rate von etwa 3,0°C/Sekunde bis etwa 10,0°C/Sekunde, von etwa 4,0°C/Sekunde bis etwa 8,0°C/Sekunde, oder von etwa 5,0°C/Sekunde bis etwa 7,0°C/Sekunde für etwa die ersten 8 Sekunden oder mehr, etwa die ersten 10 Sekunden oder mehr, etwa die ersten 12 Sekunden oder mehr oder etwa die ersten 15 Sekunden oder mehr aufwärmen bzw. abkühlen.
  • Die Heizvorrichtung und/oder die Kühlvorrichtung kann/können bei jeder Rate aufwärmen bzw. abkühlen, so dass die Temperatur der zu regulierenden Fläche eine vorgegebene Temperatur, eine Maximaltemperatur, eine vorgegebene Temperatur, die höher als die Maximaltemperatur ist oder eine Kombination davon schneller als aktuelle Systeme erreicht. Die temperaturgeregelte Vorrichtung kann eine Fläche bei einer Rate regulieren, so dass die regulierte Fläche eine vorgegebene Temperatur, eine Maximaltemperatur, eine vorgegebene Temperatur aufwärmen bzw. abkühlen oder eine Kombination davon in etwa 75 Sekunden oder weniger, in etwa 60 Sekunden oder weniger, bevorzugt in etwa 50 Sekunden oder weniger, bevorzugter in etwa 40 Sekunden oder weniger, noch bevorzugter in etwa 30 Sekunden oder weniger, noch bevorzugter in etwa 25 Sekunden oder weniger oder besonders bevorzugt in etwa 20 Sekunden oder weniger erreicht. Die Steuerung und beschleunigten Wärmeänderungen können mit einem Verfahren wie hier besprochen eingestellt werden.
  • Das hier gelehrte System kann in einem Verfahren zur Beschleunigung der Erwärmung und/oder Kühlung einer temperaturgeregelten Vorrichtung verwendet werden. Das Verfahren kann einen Schritt zum Anschließen der temperaturgeregelten Vorrichtung an eine sekundäre Energiequelle, eine sekundäre verstärkte Energiequelle, eine primäre Energiequelle oder eine Kombination davon verwenden. Anlegen einer sekundären Energiequelle, einer sekundären verstärkten Energiequelle, einer primären Energiequelle oder einer Kombination davon. Umschalten zwischen einer sekundären Energiequelle, einer sekundären verstärkten Energiequelle, einer primären Energiequelle oder einer Kombination davon. Verstärken einer Energiequelle um einen oder mehrere der hier besprochenen Faktoren, Messen der Temperatur der Heizvorrichtung, der Kühlvorrichtung, der Komponente in einschließlich der Heizvorrichtung und/oder Kühlvorrichtung oder eine Kombination davon. Das Verfahren kann einen Schritt zum Umschalten enthalten, sobald eine vorgegebene Temperatur, eine vorgegebene Zeit oder beide erreicht ist bzw. sind. Das Verfahren kann einen Schritt zum Umschalten nach 60 Sekunden oder weniger, nach 45 Sekunden oder weniger, nach 30 Sekunden oder weniger oder etwa 20 Sekunden oder weniger enthalten. Das Verfahren kann einen Schritt enthalten, der eine Selbstregulierung einer Heizvorrichtung, eine Regulierung mit Pulsbreitenmodulation, eine Regulierung mit einer Steuerung oder eine Kombination davon ermöglicht. Das Verfahren kann einen Schritt zum Erwärmen und/oder Kühlen auf eine Maximaltemperatur, über eine Maximaltemperatur, 70 Prozent oder mehr, 80 Prozent oder mehr, 90 Prozent oder mehr, oder sogar 95 Prozent oder mehr einer Maximaltemperatur enthalten.
  • 1 zeigt einen Temperaturgradienten der vorliegenden Lehren, der gegen ein Steuersystem eingetragen ist. Wie dargestellt, erwärmt sich das Heizsystem der vorliegenden Lehren schneller, so dass die Temperatur von einem Insassen schneller wahrgenommen wird.
  • 2 zeigt eine mögliche Steuerungsstrategie für ein Temperaturregulierungssystem 2 der vorliegenden Lehren. Das Temperaturregulierungssystem 2 enthält eine temperaturgeregelte Vorrichtung 10. Die temperaturgeregelte Vorrichtung 10 ist an eine primäre Energiequelle 20 angeschlossen. Die Leistung von der primären Energie 20 geht durch einen Leistungsschalter 30. Wenn sich der Leistungsschalter 30 in der oberen Position befindet, läuft der Leistungsschalter mit Standardleistung. Wenn sich der Leistungsschalter 30 in einer unteren Position befindet, läuft die Leistung durch den Leistungsverstärker 22. Der Leistungsverstärker 22 enthält einen Wandler 24, der die verstärkte Leistung und/oder erzeugte Leistung reguliert. Der Leistungsschalter 30 leitet während eines anfänglichen Starts des Systems Leistung durch den Leistungsverstärker 22 und Wandler 24 zur regulierten Vorrichtung 10 und nach einer vorgegeben Zeitperiode schaltet das Zeitrelais 40 zur Leistung von der primären Energiequelle zurück.
  • 3 zeigt eine andere mögliche Regulierungsstrategie für ein Temperaturregulierungssystem 2. Das Temperaturregulierungssystem 2 enthält eine temperaturgeregelte Vorrichtung 10. Die temperaturgeregelte Vorrichtung 10 ist an eine primäre Energiequelle 20 angeschlossen. Die Leistung geht von der primären Energiequelle 20 durch einen Leistungsschalter 30 zur temperaturgeregelten Vorrichtung 10. Wenn sich der Leistungsschalter 30 in der oberen Position befindet, läuft der Leistungsschalter mit Leistung direkt von der primären Energiequelle 20. Wenn sich der Leistungsschalter 30 in der unteren Position befindet, läuft die Leistung durch den Leistungsverstärker 22. Der Leistungsverstärker 22 enthält einen Wandler 24, der die Leistung reguliert. Der Leistungsschalter 30 leitet während eines anfänglichen Starts des Systems Leistung durch den Leistungsverstärker 22 und sobald die temperaturgeregelte Vorrichtung 10 eine vorgegebene Temperatur erreicht, wie vom Temperatursensor 12 gemessen, schaltet das Temperaturrelais 42 zur Standardleistung von der primären Energiequelle.
  • 4 zeigt grafisch drei verschiedene Energieanwendungen im Laufe der Zeit, die gegen eine Änderung im Widerstand einer PTC-Heizvorrichtung eingetragen sind. Die Grafik zeigt die Leistungsmenge, die an eine Heizvorrichtung in einer Zeitperiode von zehn Minuten angelegt wird. Eine Konstantstrom-Energieanwendung, wie dargestellt, nimmt im Laufe der Zeit an Leistung zu, wenn der Widerstand der PTC-Heizvorrichtung steigt. Die Konstantstrom-Energieanwendung liefert mehr Leistung, während sich der Widerstand ändert, an die Heizvorrichtung und die Temperatur steigt rasch während der Leistungsverstärkung. Eine konstante Leistungsanwendung, wie dargestellt, liefert eine beständige Leistungsmenge im Laufe der Zeit. Die Leistungsmenge, die der Heizvorrichtung zugeführt wird, wird reguliert, wenn der Widerstand steigt, so dass die Menge an verfügbarer Leistung während der Erwärmung durch Leistungsverstärkung konstant bleibt. Die konstante Spannungsanwendung hat, wie dargestellt, eine Abnahme an Spannung im Laufe der Zeit, wenn der Widerstand steigt. Eine konstante Spannung bewirkt, wie dargestellt, dass die Heizvorrichtung am langsamsten erwärmt und ein konstanter Strom bewirkt, dass die Heizvorrichtung am schnellsten erwärmt, wenn sich der Widerstand der Heizvorrichtung erhöht.
    Figure DE112013006109T5_0002
    Tabelle 1 zeigt Beispiele für verschiedene Energieanwendungen, die zum Verstärken der Erwärmung und/oder Kühlung verwendet werden können. Tabelle 1 zeigt die Art einer Energieanwendung während eines Verstärkungsmodus und dann die Art einer Temperaturregulierung, sobald der Verstärkungsmodus beendet ist. Die Art von Steuerung, die erforderlich ist, wenn der Verstärkungsmodus beendet ist, hängt von der Art von temperaturgeregelten Vorrichtung ab, die zum Erzeugen einer Erwärmung und/oder Kühlung verwendet wird.
  • Ein Heizsystem, aufweisend: (a) eine Heizvorrichtung; (b) eine elektronische Vorrichtung, eine elektromechanische Vorrichtung oder beide, aufweisend: (i) eine sekundäre konstante Energiequelle, eine sekundäre verstärkte Energiequelle oder beide; (ii) eine primäre konstante Energiequelle; (iii) eine mechanische Schaltvorrichtung, eine elektrische Schaltvorrichtung oder beide; (iv) eine Messvorrichtung; und (v) optional eine Steuerung; wobei die Heizvorrichtung an die sekundäre konstante Energiequelle, die sekundäre verstärkte Energiequelle oder beide angeschlossen ist, wenn die Heizvorrichtung eingeschaltet ist; wobei die Messvorrichtung einen vorgegebenen Zustand misst und die mechanische Schaltvorrichtung, die elektrische Schaltvorrichtung oder beide von der sekundären konstanten Energiequelle, der sekundären verstärkten Energiequelle oder beiden zur primären konstanten Energiequelle umschaltet, wenn die Heizvorrichtung den vorgegebenen Zustand erreicht; und wobei der vorgegebene Zustand in etwa 60 Sekunden oder weniger erreicht ist.
  • Ein Verfahren, aufweisend: (a) Anlegen einer konstanten Energiequelle oder einer verstärkten Energiequelle an eine Heizvorrichtung in einem Heizsystem; (b) Überwachen eines Zustandes oder mehrerer Zustände der Heizvorrichtung; (c) Trennen der Heizvorrichtung von der konstanten Energiequelle oder der verstärkten Energiequelle, wenn der eine oder die mehreren der Zustände einen vorgegebenen Wert erreicht bzw. erreichen; (d) Anschließen der Heizvorrichtung an eine andere konstante Energiequelle, so dass die Heizvorrichtung weiterhin erwärmt wird; wobei die Heizvorrichtung von der konstanten Energiequelle oder der verstärkten Energiequelle nach etwa 60 Sekunden oder weniger getrennt wird; und wobei die Heizvorrichtung selbstregulierend ist, die Heizvorrichtung an eine Steuerung angeschlossen ist, die die Temperatur des Heizgeräts reguliert, oder beides ist, so dass, wenn die Heizvorrichtung an die andere konstante Energiequelle angeschlossen ist, die Heizvorrichtung eine im Voraus eingestellte Temperatur, eine vom Benutzer gewählte Temperatur oder beide aufrechterhält.
  • Eine Heizvorrichtung mit positiven Temperaturkoeffizienteneigenschaften, aufweisend:
    eine elektronische Vorrichtung, eine elektromechanische Vorrichtung oder beide, aufweisend: (i) eine Konstantstrom-Leistungsquelle; (ii) einen Zeitgeber, einen Thermistor, einen Temperatursensor oder eine Kombination davon; und (iii) eine mechanische Schaltvorrichtung, eine elektronische Schaltvorrichtung oder beide; wobei die Konstantstrom-Leistungsquelle einen anfängliche Leistungsverstärkung bei der Heizvorrichtung bereitstellt und nach einer vorgegebenen Zeitperiode, einem vorgegebenen Widerstand, einer vorgegebenen Temperatur oder einer Kombination davon die Schaltvorrichtung von der Konstantstrom-Leistungsquelle zu einer primären Konstantspannung-Leistungsquelle umschaltet, so dass sich die Heizvorrichtung selbstreguliert und eine Temperatur der Heizvorrichtung regelt.
  • Ein Verfahren, aufweisend: (a) Anlegen einer Leistung an eine Heizvorrichtung mit positiven Temperaturkoeffizienteneigenschaften; (b) Bereitstellen einer Konstantstrom-Leistungsquelle bei einem ausreichenden Pegel, so dass die Heizvorrichtung eine gewünschte Temperatur in einer kurzen Zeitperiode erreicht, wobei die Zeitperiode bevorzugt 60 Sekunden oder weniger ist; (c) Trennen der Heizvorrichtung von der Konstantstrom-Leistungsquelle nach einer vorgegebenen Zeitperiode, einem vorgegebenen Widerstand, einer vorgegebenen Temperatur oder einer Kombination davon; und (d) Anschließen der Heizvorrichtung an eine primäre Konstantspannung-Leistungsquelle, nachdem die Heizvorrichtung von der Konstantstrom-Leistungsquelle getrennt wurde; wobei die positiven Temperaturkoeffizienteneigenschaften die Heizvorrichtung bei einer gewünschten Lauftemperatur halten.
  • Eine Heizvorrichtung mit positiven Temperaturkoeffizienteneigenschaften, aufweisend: (1) eine elektronische Vorrichtung, eine elektromechanische Vorrichtung oder beide, aufweisend: (i) eine Konstantstrom-Leistungsquelle; (ii) einen Zeitgeber, einen Thermistor, einen Temperatursensor oder eine Kombination davon; (iii) eine mechanische Schaltvorrichtung, eine elektronische Schaltvorrichtung oder beide; und (iv) eine elektronische Steuereinheit (die z.B. eine Pulsbreitenmodulation verwendet); wobei die Konstantstrom-Leistungsquelle eine anfängliche Leistungsverstärkung für die Heizvorrichtung bereitstellt und nach einer vorgegebenen Zeitperiode, einem vorgegebenen Widerstand, einer vorgegebenen Temperatur oder einer Kombination davon die Schaltvorrichtung von der Konstantstrom-Leistungsquelle zu einer primären Konstantspannung-Leistungsquelle umschaltet und die elektronische Steuereinheit eine Temperatur der Heizvorrichtung reguliert.
  • Ein Verfahren, aufweisend: (a) Anlegen einer Leistung an eine Heizvorrichtung mit positiven Temperaturkoeffizienteneigenschaften; (b) Bereitstellen einer Konstantstrom-Leistungsquelle bei einem ausreichenden Pegel, so dass die Heizvorrichtung eine gewünschte Temperatur in einer kurzen Zeitperiode erreicht, wobei die Zeitperiode bevorzugt 60 Sekunden oder weniger ist; (c) Trennen der Heizvorrichtung von der Konstantstrom-Leistungsquelle nach einer vorgegebenen Zeitperiode, einem vorgegebenen Widerstand, einer vorgegebenen Temperatur oder einer Kombination davon; und (d) Anschließen der Heizvorrichtung an eine primäre Konstantspannung-Leistungsquelle, nachdem die Heizvorrichtung von der Konstantstrom-Leistungsquelle getrennt wurde; wobei eine Temperatur der Heizvorrichtung unter Verwendung der elektronischen Steuereinheit (die z.B. ein pulsbreitenmoduliertes Signal verwendet) aufrechterhalten, variiert oder beides wird, wenn eine primäre konstante Spannung angelegt wird.
  • Eine Heizvorrichtung mit nicht-positiven Temperaturkoeffizienteneigenschaften, aufweisend: (1) eine elektronische Vorrichtung, eine elektromechanische Vorrichtung oder beide, aufweisend: (i) eine Konstantstrom-Leistungsquelle; (ii) einen Zeitgeber, einen Thermistor, einen Temperatursensor oder eine Kombination davon; und (iii) eine mechanische Schaltvorrichtung, eine elektronische Schaltvorrichtung oder beide; (iv) eine elektronische Steuereinheit (die z.B. eine Pulsbreitenmodulation verwendet); wobei die Konstantstrom-Leistungsquelle eine anfängliche Leistungsverstärkung für die Heizvorrichtung bereitstellt und nach einer vorgegebenen Zeitperiode, einem vorgegebenen Widerstand, einer vorgegebenen Temperatur oder einer Kombination davon die Schaltvorrichtung von der Konstantstrom-Leistungsquelle zu einer primären Konstantspannung-Leistungsquelle umschaltet und die elektronische Steuereinheit (die z.B. ein pulsbreitenmoduliertes Signal verwendet) eine Temperatur der Heizvorrichtung reguliert.
  • Ein Verfahren, aufweisend: (1) Anlegen einer Leistung an eine Heizvorrichtung mit nicht-positiven Temperaturkoeffizienteneigenschaften; (2) Bereitstellen eines konstanten Stroms von einer sekundären Konstantstrom-Leistungsquelle bei einem ausreichenden Pegel, so dass die Heizvorrichtung eine gewünschte Temperatur erreicht, über die gewünschte Temperatur (d.h., um etwa 60 Prozent oder weniger, bevorzugt um etwa 40 Prozent oder weniger, oder etwa 20 Prozent oder weniger) in einer kurzen Zeitperiode hinausschießt, wobei die Zeitperiode bevorzugt 60 Sekunden oder weniger ist; (3) Trennen der Heizvorrichtung von der sekundären Konstantstrom-Leistungsquelle nach einer vorgegebenen Zeitperiode, einem vorgegebenen Widerstand, einer vorgegebenen Temperatur oder einer Kombination davon; und (4) Anschließen der Heizvorrichtung an eine primäre Konstantspannung-Leistungsquelle, nachdem die Heizvorrichtung von der sekundären Konstantstrom-Leistungsquelle getrennt wurde; wobei eine Temperatur der Heizvorrichtung unter Verwendung der elektronischen Steuereinheit (die z.B. ein pulsbreitenmoduliertes Signal verwendet) aufrechterhalten, variiert oder beides wird, wenn eine primäre konstante Spannung angelegt wird.
  • Eine Heizvorrichtung mit positiven Temperaturkoeffizienteneigenschaften, aufweisend: (1) eine elektronische Vorrichtung, eine elektromechanische Vorrichtung oder beide, aufweisend: (i) eine Konstantstrom-Leistungsquelle; (ii) einen Zeitgeber, einen Thermistor, einen Temperatursensor oder eine Kombination davon; und (iii) eine mechanische Schaltvorrichtung, eine elektronische Schaltvorrichtung oder beide; wobei die Konstantstrom-Leistungsquelle eine anfängliche Leistungsverstärkung für die Heizvorrichtung bereitstellt und nach einer vorgegebenen Zeitperiode, einer vorgegebenen, einer vorgegebenen Temperatur oder einer Kombination davon die Schaltvorrichtung von der Konstantstrom-Leistungsquelle zu einer primären Konstantstrom-Leistungsquelle umschaltet, so dass eine Strommenge, die für die Heizvorrichtung bereitgestellt ist, eine Temperatur der Heizvorrichtung reguliert.
  • Ein Verfahren, aufweisend: (1) Anlegen einer Leistung an eine Heizvorrichtung mit positiven Temperaturkoeffizienteneigenschaften; (2) Bereitstellen einer Konstantstrom-Leistungsquelle bei einem ausreichenden Pegel, so dass die Heizvorrichtung die gewünschte Temperatur in einer kurzen Zeitperiode erreicht, wobei die Zeitperiode bevorzugt 60 Sekunden oder weniger ist; (3) Trennen der Heizvorrichtung von der Konstantstrom-Leistungsquelle nach einer vorgegebenen Zeitperiode, einem vorgegebenen Widerstand, einer vorgegebenen Temperatur oder einer Kombination davon; und (4) Anschließen der Heizvorrichtung an eine primäre Konstantstrom-Leistungsquelle, nachdem die Heizvorrichtung von der Konstantstrom-Leistungsquelle getrennt wurde; wobei die konstante Leistungsmenge, die von der primären Konstantstrom-Leistungsquelle bereitgestellt ist, die Heizvorrichtung bei einer gewünschten Lauftemperatur hält.
  • Eine Heizvorrichtung mit nicht-positiven Temperaturkoeffizienteneigenschaften, aufweisend: (1) eine elektronische Vorrichtung, eine elektromechanische Vorrichtung oder beide, aufweisend: (i) eine Konstantstrom-Leistungsquelle; (ii) einen Zeitgeber, einen Thermistor, einen Temperatursensor oder eine Kombination davon; und (iii) eine mechanische Schaltvorrichtung, eine elektronische Schaltvorrichtung oder beide; wobei die Konstantstrom-Leistungsquelle eine anfängliche Leistungsverstärkung für die Heizvorrichtung bereitstellt und nach einer vorgegebenen Zeitperiode, einem vorgegebenen Widerstand, einer vorgegebenen Temperatur oder einer Kombination davon die Schaltvorrichtung von der Konstantstrom-Leistungsquelle zu einer primären Konstantstrom-Leistungsquelle umschaltet, so dass eine Strommenge, die für die Heizvorrichtung bereitgestellt ist, eine Temperatur der Heizvorrichtung reguliert.
  • Ein Verfahren, aufweisend: (1) Anlegen einer Leistung an eine Heizvorrichtung mit nicht-positiven Temperaturkoeffizienteneigenschaften; (2) Bereitstellen eines konstanten Stroms von einer sekundären Konstantstrom-Leistungsquelle bei einem ausreichenden Pegel, so dass die Heizvorrichtung die gewünschte Temperatur in einer kurzen Zeitperiode erreicht, wobei die Zeitperiode bevorzugt 60 Sekunden oder weniger ist; (3) Trennen der Heizvorrichtung von der sekundären Konstantstrom-Leistungsquelle nach einer vorgegebenen Zeitperiode, einem vorgegebenen Widerstand, einer vorgegebenen Temperatur oder einer Kombination davon; und (4) Anschließen der Heizvorrichtung an eine primäre Konstantstrom-Leistungsquelle, nachdem die Heizvorrichtung von der sekundären Konstantstrom-Leistungsquelle getrennt wurde; wobei die konstante Leistungsmenge, die von der primären Konstantstrom-Leistungsquelle bereitgestellt ist, die Heizvorrichtung bei einer gewünschten Lauftemperatur hält.
  • Eine Heizvorrichtung mit positiven Temperaturkoeffizienteneigenschaften, aufweisend: (1) eine elektronische Vorrichtung, eine elektromechanische Vorrichtung oder beide, aufweisend: (i) eine konstante Leistungsquelle; (ii) einen Zeitgeber, einen Thermistor, einen Temperatursensor oder eine Kombination davon; und (iii) eine mechanische Schaltvorrichtung, eine elektronische Schaltvorrichtung oder beide; wobei die konstante Leistungsquelle eine anfängliche Leistungsverstärkung für die Heizvorrichtung bereitstellt und nach einer vorgegebenen Zeitperiode, einem vorgegebenen Widerstand, einer vorgegebenen Temperatur oder einer Kombination davon die Schaltvorrichtung von der konstanten Leistungsquelle zu einer primären Konstantspannung-Leistungsquelle umschaltet, so dass die Heizvorrichtung sich selbst reguliert und eine Temperatur der Heizvorrichtung reguliert.
  • Ein Verfahren, aufweisend: (1) Anlegen einer Leistung an eine Heizvorrichtung mit positiven Temperaturkoeffizienteneigenschaften; (2) Bereitstellen einer konstanten Leistungsquelle bei einem ausreichenden Pegel, so dass die Heizvorrichtung die gewünschte Temperatur in einer kurzen Zeitperiode erreicht, wobei die Zeitperiode bevorzugt 60 Sekunden oder weniger ist; (3) Trennen der Heizvorrichtung von der konstanten Leistungsquelle nach einer vorgegebenen Zeitperiode, einem vorgegebenen Widerstand, einer vorgegebenen Temperatur oder einer Kombination davon; und (4) Anschließen der Heizvorrichtung an eine primäre Konstantspannung-Leistungsquelle, nachdem die Heizvorrichtung von der konstanten Leistungsquelle getrennt wurde; wobei die positiven Temperaturkoeffizienteneigenschaften die Heizvorrichtung bei einer gewünschten Lauftemperatur halten.
  • Eine Heizvorrichtung mit positiven Temperaturkoeffizienteneigenschaften, aufweisend: (1) eine elektronische Vorrichtung, eine elektromechanische Vorrichtung oder beide, aufweisend: (i) eine konstante Leistungsquelle; (ii) einen Zeitgeber, einen Thermistor, einen Temperatursensor oder eine Kombination davon; und (iii) eine mechanische Schaltvorrichtung, eine elektronische Schaltvorrichtung oder beide; (iv) eine elektronische Steuereinheit (die z.B. eine Pulsbreitenmodulation verwendet); wobei die konstante Leistungsquelle eine anfängliche Leistungsverstärkung für die Heizvorrichtung bereitstellt und nach einer vorgegebenen Zeitperiode, einem vorgegebenen Widerstand, einer vorgegebenen Temperatur oder einer Kombination davon die Schaltvorrichtung von der konstanten Leistungsquelle zu einer primären Konstantspannung-Leistungsquelle umschaltet, und die elektronische Steuereinheit eine Temperatur der Heizvorrichtung reguliert.
  • Ein Verfahren, aufweisend: (1) Anlegen einer Leistung an eine Heizvorrichtung mit positiven Temperaturkoeffizienteneigenschaften; (2) Bereitstellen einer konstanten Leistung von einer sekundären Leistungsquelle bei einem ausreichenden Pegel, so dass die Heizvorrichtung die gewünschte Temperatur in einer kurzen Zeitperiode erreicht, wobei die Zeitperiode bevorzugt 60 Sekunden oder weniger ist; (3) Trennen der Heizvorrichtung von der sekundären konstanten Leistungsquelle nach einer vorgegebenen Zeitperiode, einem vorgegebenen Widerstand, einer vorgegebenen Temperatur oder einer Kombination davon; und (4) Anschließen der Heizvorrichtung an eine primäre Konstantspannung-Leistungsquelle, nachdem die Heizvorrichtung von der sekundären konstanten Leistungsquelle getrennt wurde; wobei eine Temperatur der Heizvorrichtung unter Verwendung der elektronischen Steuereinheit (die z.B. ein pulsbreitenmoduliertes Signal verwendet) aufrechterhalten, variiert oder beides wird, wenn eine primäre konstante Spannung angelegt wird.
  • Eine Heizvorrichtung mit positiven Temperaturkoeffizienteneigenschaften, aufweisend: (1) eine elektronische Vorrichtung, eine elektromechanische Vorrichtung oder beide, aufweisend: (i) eine konstante Leistungsquelle; (ii) einen Zeitgeber, einen Thermistor, einen Temperatursensor oder eine Kombination davon; und (iii) eine mechanische Schaltvorrichtung, eine elektronische Schaltvorrichtung oder beide; wobei die konstante Leistungsquelle eine anfängliche Leistungsverstärkung für die Heizvorrichtung bereitstellt und nach einer vorgegebenen Zeitperiode, einem vorgegebenen Widerstand, einer vorgegebenen Temperatur oder einer Kombination davon die Schaltvorrichtung von der konstanten Leistungsquelle zu einer primären Konstantstrom-Leistungsquelle schaltet, so dass eine Strommenge, die für die Heizvorrichtung bereitgestellt ist, eine Temperatur der Heizvorrichtung reguliert.
  • Ein Verfahren, aufweisend: (1) Anlegen einer Leistung an eine Heizvorrichtung mit positiven Temperaturkoeffizienteneigenschaften; (2) Bereitstellen einer konstanten Leistung von einer sekundären konstanten Leistungsquelle bei einem ausreichenden Pegel, so dass die Heizvorrichtung die gewünschte Temperatur in einer kurzen Zeitperiode erreicht, wobei die Zeitperiode bevorzugt 60 Sekunden oder weniger ist; (3) Trennen der Heizvorrichtung von der sekundären konstanten Leistungsquelle nach einer vorgegebenen Zeitperiode, einem vorgegebenen Widerstand, einer vorgegebenen Temperatur oder einer Kombination davon; und (4) Anschließen der Heizvorrichtung an eine primäre Konstantstrom-Leistungsquelle, nachdem die Heizvorrichtung von der sekundären konstanten Leistungsquelle getrennt wurde; wobei die konstante Leistungsmenge, die von der primären Konstantstrom-Leistungsquelle bereitgestellt wird, die Heizvorrichtung bei einer gewünschten Lauftemperatur hält.
  • Eine Heizvorrichtung mit positiven Temperaturkoeffizienteneigenschaften, aufweisend: (1) eine elektronische Vorrichtung, eine elektromechanische Vorrichtung oder beide, aufweisend: (i) eine verstärkte Spannungsquelle; (ii) einen Zeitgeber, einen Thermistor, einen Temperatursensor oder eine Kombination davon; und (iii) eine mechanische Schaltvorrichtung, eine elektronische Schaltvorrichtung oder beide; wobei die verstärkte Spannungsquelle eine anfängliche Leistungsverstärkung für die Heizvorrichtung bereitstellt und nach einer vorgegebenen Zeitperiode, einem vorgegebenen Widerstand, einer vorgegebenen Temperatur oder einer Kombination davon die Schaltvorrichtung von der verstärkten Spannungsquelle zu einer primären Konstantspannung-Leistungsquelle umschaltet, so dass die Heizvorrichtung sich selbst reguliert und eine Temperatur der Heizvorrichtung reguliert.
  • Ein Verfahren, aufweisend: (1) Anlegen einer Leistung an eine Heizvorrichtung mit positiven Temperaturkoeffizienteneigenschaften; (2) Bereitstellen einer verstärkten Spannungsquelle bei einem ausreichenden Pegel, so dass die Heizvorrichtung die gewünschte Temperatur in einer kurzen Zeitperiode erreicht, wobei die Zeitperiode bevorzugt 60 Sekunden oder weniger ist; (3) Trennen der Heizvorrichtung von der verstärkten Spannungsquelle nach einer vorgegebenen Zeitperiode, einem vorgegebenen Widerstand, einer vorgegebenen Temperatur oder einer Kombination davon; und (4) Anschließen der Heizvorrichtung an eine primäre Konstantspannung-Leistungsquelle, nachdem die Heizvorrichtung von der verstärkten Spannungsquelle getrennt wurde; wobei die positiven Temperaturkoeffizienteneigenschaften die Heizvorrichtung bei einer gewünschten Lauftemperatur halten.
  • Eine Heizvorrichtung mit positiven Temperaturkoeffizienteneigenschaften, aufweisend: (1) eine elektronische Vorrichtung, eine elektromechanische Vorrichtung oder beide, aufweisend: (i) eine verstärkte Spannungsquelle; (ii) einen Zeitgeber, einen Thermistor, einen Temperatursensor oder eine Kombination davon; und (iii) eine mechanische Schaltvorrichtung, eine elektronische Schaltvorrichtung oder beide; (iv) eine elektronische Steuereinheit (die z.B. eine Pulsbreitenmodulation verwendet); wobei die verstärkte Spannungsquelle eine anfängliche Leistungsverstärkung für die Heizvorrichtung bereitstellt und nach einer vorgegebenen Zeitperiode, einem vorgegebenen Widerstand, einer vorgegebenen Temperatur oder einer Kombination davon die Schaltvorrichtung von der verstärkten Spannungsquelle zu einer primären Konstantspannung-Leistungsquelle schaltet und die elektronische Steuereinheit eine Temperatur der Heizvorrichtung reguliert.
  • Ein Verfahren, aufweisend: (1) Anlegen einer Leistung an eine Heizvorrichtung mit positiven Temperaturkoeffizienteneigenschaften; (2) Bereitstellen einer verstärkten Spannungsquelle bei einem ausreichenden Pegel, so dass die Heizvorrichtung die gewünschte Temperatur in einer kurzen Zeitperiode erreicht, wobei die Zeitperiode bevorzugt 60 Sekunden oder weniger ist; (3) Trennen der Heizvorrichtung von der verstärkten Spannungsquelle nach einer vorgegebenen Zeitperiode, einem vorgegebenen Widerstand, einer vorgegebenen Temperatur oder einer Kombination davon; und (4) Anschließen der Heizvorrichtung an eine primäre Konstantspannung-Leistungsquelle, nachdem die Heizvorrichtung von der verstärkten Spannungsquelle getrennt wurde; wobei eine Temperatur der Heizvorrichtung unter Verwendung der elektronischen Steuereinheit (die z.B. ein pulsbreitenmoduliertes Signal verwendet) aufrechterhalten, variiert oder beides wird, wenn eine primäre konstante Spannung angelegt wird.
  • Eine Heizvorrichtung mit nicht-positiven Temperaturkoeffizienteneigenschaften, aufweisend: (1) eine elektronische Vorrichtung, eine elektromechanische Vorrichtung oder beide, aufweisend: (i) eine verstärkte Spannungsleistungsquelle; (ii) einen Zeitgeber, einen Thermistor, einen Temperatursensor oder eine Kombination davon; und (iii) eine mechanische Schaltvorrichtung, eine elektronische Schaltvorrichtung oder beide; (iv) eine elektronische Steuereinheit (die z.B. eine Pulsbreitenmodulation verwendet); wobei die verstärkte Spannungsleistungsquelle eine anfängliche Leistungsverstärkung für die Heizvorrichtung bereitstellt und nach einer vorgegebenen Zeitperiode, einem vorgegebenen Widerstand, einer vorgegebenen Temperatur oder einer Kombination davon die Schaltvorrichtung von der verstärkten Spannungsleistungsquelle zu einer primären Konstantspannung-Leistungsquelle umschaltet und die elektronische Steuereinheit (die z.B. ein pulsbreitenmoduliertes Signal verwendet) eine Temperatur der Heizvorrichtung reguliert.
  • Ein Verfahren, aufweisend: (1) Anlegen einer Leistung an eine Heizvorrichtung mit nicht-positiven Temperaturkoeffizienteneigenschaften; (2) Bereitstellen einer verstärkten Spannungsleistungsquelle bei einem ausreichenden Pegel, so dass die Heizvorrichtung die gewünschte Temperatur in einer kurzen Zeitperiode erreicht, wobei die Zeitperiode bevorzugt 60 Sekunden oder weniger ist; (3) Trennen der Heizvorrichtung von der verstärkten Spannungsleistungsquelle nach einer vorgegebenen Zeitperiode, einem vorgegebenen Widerstand, einer vorgegebenen Temperatur oder einer Kombination davon; und (4) Anschließen der Heizvorrichtung an eine primäre Konstantspannung-Leistungsquelle, nachdem die Heizvorrichtung von der verstärkten Spannungsleistungsquelle getrennt wurde; wobei eine Temperatur der Heizvorrichtung unter Verwendung der elektronischen Steuereinheit (die z.B. ein pulsbreitenmoduliertes Signal verwendet) aufrechterhalten, variiert oder beides wird, wenn eine primäre konstante Spannung angelegt wird.
  • Sämtliche Zahlwerte, die hier angeführt sind, enthalten alle Werte vom unteren Wert bis zum oberen Wert in Schritten einer Einheit, vorausgesetzt, es ist eine Trennung von mindesten 2 Einheiten zwischen jedem unteren Wert und einem höheren Wert vorhanden. Wenn zum Beispiel angegeben ist, dass die Menge einer Komponente oder eines Wertes einer Prozessvariable wie zum Beispiel Temperatur, Druck, Zeit und dergleichen zum Beispiel 1 bis 90, bevorzugt 20 bis 80, bevorzugter 30 bis 70 ist, ist beabsichtigt, dass die Werte wie 15 bis 85, 22 bis 68, 43 bis 51, 30 bis 32 usw. ausdrücklich in dieser Beschreibung aufgezählt sind. Für Werte kleiner Eins wird eine Einheit mit 0,0001, 0,001, 0,01 oder 0,1, wie angemessen, angenommen. Dies sind nur Beispiele für die eigentliche Absicht und alle möglichen Kombinationen von Zahlwerten zwischen dem niedrigsten Wert und dem höchsten aufgezählten Wert sollen ebenso als ausdrücklich in dieser Beschreibung angegeben angenommen werden.
  • Falls nicht anderes angegeben ist, enthalten alle Bereiche beide Endpunkte und alle Zahlen zwischen den Endpunkten. Die Verwendung von "etwa" oder "ungefähr" in Verbindung mit einem Bereich gilt für beide Enden des Bereichs. Somit soll "etwa 20 bis 30" "etwa 20 bis etwa 30" abdecken, einschließlich zumindest der spezifizierten Endpunkte.
  • Die Offenbarungen aller Artikel und Referenzen, einschließlich Patentanmeldungen und Veröffentlichungen, werden durch Bezugnahme für alle Zwecke zitiert. Der Begriff "im Wesentlichen bestehend aus" zur Beschreibung einer Kombination soll die angegebenen Elemente, Bestandteile, Komponenten oder Schritte enthalten und solche anderen Elemente, Bestandteile, Komponenten oder Schritte, die die grundlegenden und neuartigen Eigenschaften der Kombination nicht wesentlich beeinflussen. Die Verwendung der Begriffe "aufweisend" oder "enthaltend" zur Beschreibung von Kombinationen von Elementen, Bestandteilen, Komponenten oder Schritten hierin zieht auch Ausführungsformen in Betracht, die im Wesentlichen aus den Elementen, Bestandteilen, Komponenten oder Schritten bestehen. Durch Verwendung des Begriffes “können” ist hier beabsichtigt, dass sämtliche beschriebenen Attribute, die sein “können”, optional sind.
  • Es können mehrere Elemente, Bestandteile, Komponenten oder Schritte durch ein einziges integriertes Element, einen Bestandteil, eine Komponente oder einen Schritt bereitgestellt sein. Alternativ kann ein einziges integriertes Element, ein Bestandteil, eine Komponente oder ein Schritt in mehrere getrennte Elemente, Bestandteile, Komponenten oder Schritte unterteilt sein. Die Offenbarung von "ein" oder "eines" zur Beschreibung eines Elements, eines Bestandteils, einer Komponente oder eines Schritts soll zusätzliche Elemente, Bestandteile, Komponenten oder Schritte nicht ausschließen.
  • Es ist klar, dass die obenstehende Beschreibung veranschaulichend und nicht einschränkend sein soll. Viele Ausführungsformen wie auch viele Anwendungen neben den bereitgestellten Beispielen sind für Fachleute auf dem Gebiet beim Lesen der vorangehenden Beschreibung offensichtlich. Der Umfang der Lehren sollte daher nicht unter Bezugnahme auf die vorangehende Beschreibung festgelegt werden, sondern sollte stattdessen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Ansprüche festgelegt werden, gemeinsam mit dem vollen Umfang von Äquivalenten, zu welchen solche Ansprüche berechtigt sind. Die Offenbarungen aller Artikel und Referenzen, einschließlich Patentanmeldungen und Veröffentlichungen, werden für alle Zwecke durch Bezugnahme zitiert. Die Unterlassung in den folgenden Ansprüchen eines Aspekts des hier offenbarten Gegenstandes ist kein Verzicht auf diesen Gegenstand, noch sollte dies so interpretiert werden, dass die Erfinder einen solchen Gegenstand nicht als Teil des offenbarten erfindungsgemäßen Gegenstandes ansähen.

Claims (15)

  1. System (2), aufweisend: a. eine temperaturgeregelte Vorrichtung (10); b. eine primäre Energiequelle; c. eine elektronische Vorrichtung, eine elektromechanische Vorrichtung oder beide (22), aufweisend: i. eine sekundäre Energiequelle; ii. eine Schaltvorrichtung (30); iii. eine Messvorrichtung (40, 42); und iv. optional eine Steuerung; wobei die temperaturgeregelte Vorrichtung an die sekundäre Energiequelle angeschlossen ist, wenn die temperaturgeregelte Vorrichtung eingeschaltet ist; wobei die Messvorrichtung einen vorgegebenen Zustand misst und die Schaltvorrichtung von der sekundären Energiequelle zur primären Energiequelle umschaltet, wenn die temperaturgeregelte Vorrichtung den vorgegebenen Zustand erreicht; und wobei der vorgegebene Zustand in etwa 60 Sekunden oder weniger erreicht ist.
  2. System nach Anspruch 1, wobei die temperaturgeregelte Vorrichtung, wenn sie an die primäre Energiequelle angeschlossen ist, an die Steuerung angeschlossen ist und die Steuerung eine Temperatur der temperaturgeregelten Vorrichtung reguliert.
  3. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die temperaturgeregelte Vorrichtung positive Temperaturkoeffizienteneigenschaften hat und sich selbst reguliert, wenn sie an die primäre Energiequelle angeschlossen ist.
  4. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die sekundäre Energiequelle eine konstante Stromquelle, eine konstante Leistungsquelle, eine verstärkte Energiequelle oder eine Kombination davon ist.
  5. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der vorgegebene Zustand etwa 70 Prozent oder mehr und bevorzugt etwa 105 Prozent oder mehr einer Maximaltemperatur der temperaturgeregelten Vorrichtung ist und der vorgegebene Zustand in etwa 45 Sekunden oder weniger erreicht ist.
  6. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die temperaturgeregelte Vorrichtung eine Kühlvorrichtung ist, die eine thermoelektrische Vorrichtung ist, die mit einem Ventilator verbunden ist oder ein Ventilator ist.
  7. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die temperaturgeregelte Vorrichtung eine Heizvorrichtung mit einem nicht-positiven Temperaturkoeffizienten ist.
  8. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die primäre Energiequelle unter Verwendung einer Pulsbreitenmodulation reguliert ist.
  9. Verfahren, aufweisend: a. Anlegen einer sekundären Energiequelle an eine temperaturgeregelte Vorrichtung in einem System; b. Überwachen eines Zustandes oder mehrerer Zustände der temperaturgeregelten Vorrichtung; c. Trennen der temperaturgeregelten Vorrichtung von der sekundären Energiequelle, wenn der eine oder die mehreren der Zustände einen vorgegebenen Wert erreicht bzw. erreichen; d. Anschließen der temperaturgeregelten Vorrichtung an eine primäre Energiequelle, so dass die temperaturgeregelte Vorrichtung weiterhin die Temperatur reguliert; wobei die temperaturgeregelte Vorrichtung nach etwa 60 Sekunden oder weniger von der sekundären Energiequelle getrennt wird; und wobei die temperaturgeregelte Vorrichtung eine selbstregulierende Heizvorrichtung ist; die temperaturgeregelte Vorrichtung an eine Steuerung angeschlossen ist, die die Temperatur der temperaturgeregelten Vorrichtung reguliert; oder eine Kombination von beiden ist, so dass, wenn die temperaturgeregelte Vorrichtung an die primäre Energiequelle angeschlossen ist, die temperaturgeregelte Vorrichtung eine im Voraus eingestellte Temperatur, eine vom Benutzer gewählte Temperatur oder beide aufrechterhält.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der eine Zustand oder die mehreren Zustände der temperaturgeregelten Vorrichtung Zeit, Widerstand, Temperatur oder eine Kombination davon ist bzw. sind.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 10, wobei die sekundäre Energiequelle eine konstante Stromquelle, eine konstante Leistungsquelle, eine verstärkte Energiequelle oder eine Kombination davon ist.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die temperaturgeregelte Vorrichtung eine Kühlvorrichtung ist und die Kühlvorrichtung eine thermoelektrische Vorrichtung, ein Gebläse oder beides ist.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die temperaturgeregelte Vorrichtung positive Temperaturkoeffizienteneigenschaften hat.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei das System einen Schalter enthält, der die temperaturgeregelte Vorrichtung zwischen der sekundären Energiequelle und der primären Energiequelle umschaltet.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei der eine Zustand oder die mehreren Zustände etwa 70 Prozent oder mehr und bevorzugt etwa 105 Prozent oder mehr einer Maximaltemperatur der temperaturgeregelten Vorrichtung ist bzw. sind, und der eine Zustand oder die mehreren Zustände in etwa 45 Sekunden oder weniger und bevorzugt etwa 20 Sekunden oder weniger erreicht ist bzw. sind.
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