WO2019076241A1 - 利用冷暖风降温或加热的冷暖垫 - Google Patents

利用冷暖风降温或加热的冷暖垫 Download PDF

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WO2019076241A1
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air
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朴光哲
徐云峰
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朴光哲
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    • A47C21/00—Attachments for beds, e.g. sheet holders, bed-cover holders; Ventilating, cooling or heating means in connection with bedsteads or mattresses
    • A47C21/04—Devices for ventilating, cooling or heating
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    • A47C27/12—Spring, stuffed or fluid mattresses or cushions specially adapted for chairs, beds or sofas with fibrous inlays, e.g. made of wool, of cotton

Definitions

  • a cooling and heating pad cooled or heated by a cold and warm air comprising a cushion body, a air supply duct disposed in the cushion body, a wind supply device for providing a cold and warm air to the air supply duct, and the wind body and the air supply body a plug connector in communication with the air supply device;
  • the mat body comprises a bottom layer fabric, a heat insulating layer, a first three-dimensional mesh layer, a second three-dimensional mesh layer, a backing layer, a top layer and a side wrapping tape fixed around the periphery thereof, which are sequentially stacked from bottom to top;
  • a second graphene heat conducting layer is further disposed between the second three-dimensional mesh layer and the backing layer.
  • the distance between the air supply apertures of each group is unevenly distributed on the air supply branch pipe, and the closer to the end of the air supply branch pipe, the front and rear two sets of the air supply small holes The shorter the distance between them.
  • the air supply device includes a casing, a fan disposed inside the casing, and a control circuit board, the air supply port is in communication with an outlet of the fan, and an interior of the casing corresponding to the return air port Install the return air filter.
  • the first three-dimensional mesh layer and the second three-dimensional mesh layer have good resilience and air convection heat conduction function, and the unique internal structure makes a smooth and numerous three-dimensional mesh channel formed therein as a heat dissipation and return air passage.
  • the utility model has the advantages of small wind resistance, low energy consumption, and can reduce the temperature difference between different regions on the surface of the pad body, effectively improve the heat transfer efficiency, and ensure the overall heat balance of the surface of the pad body, and can maintain the heat for a long time.
  • Figure 2 is a partial cross-sectional view of the mat body of the present invention.
  • Top layer It is a conventional surface layer in the prior art, such as chemical fiber, cotton fabric, quilted fabric, and the like.
  • the quilted fabric whose surface layer is ultra-fine fiber flannel, the interlayer is sprayed with cotton, and the bottom layer is plain weave.
  • the first three-dimensional mesh layer 14 and the second three-dimensional mesh layer 15 have good resilience and air convection heat conduction function, and the unique internal structure makes a smooth and numerous three-dimensional mesh channel formed therein, as a return air dissipation channel. The temperature difference between different regions on the surface of the mat 1 is reduced, and the overall balanced heating efficiency of the mat 1 is improved.
  • the first three-dimensional mesh layer 14 adopts a three-dimensional mesh cloth having a thickness of 10 mm and a gram weight of 1000 g, and the interior of the first three-dimensional mesh layer 14 is hollowed out to form a corresponding strip.
  • the air supply main pipe 21 has a wall thickness of 3 mm, an inner diameter width x height of 150 mm ⁇ 10 mm, an outer diameter width ⁇ height of 156 mm ⁇ 16 mm, and a ventilation area of 1500 mm 2 .
  • the diameter of the air supply aperture 23 is ⁇ 3 mm, and the air supply aperture 23 is respectively formed on the two outer side walls and the two top walls of the silicone double-cavity hose, and the four air supply apertures 23 are group.
  • the inner diameter of the air supply branch pipe 22 is smaller, the heat transfer effect is worse, and the arrangement of the pipe is required to be denser, which affects the production assembly efficiency; on the contrary, the inner diameter of the air supply branch pipe 22 is larger.
  • the better the heat transfer effect the more the thickness of the mat 1 required is increased, and the use and storage of the warm and cold mat is more inconvenient.
  • the air supply branch pipe 22 may also be a single-tube branch pipe 222 which is double-attached and combined.
  • the diameter of the single-lumen tube branch pipe of the double-ply-joined row is substantially the same as the single-caliber diameter of the double-lumen tube branch pipe
  • the equilibrium cooling temperature close to the double-chamber pipe branch pipe can also be achieved, The effect of heating.
  • the number of the air supply branch pipes 22 required to be doubled compared to the double-lumen pipe branch pipe will affect the production assembly efficiency to some extent.
  • the surface of the pad body 1 is covered with a quilt, the test environment temperature is 29.2 ° C, the air inlet end of the air supply main pipe 21 is supplied with hot air of 75 ° C, and after the air is supplied for 30 minutes, the temperature of the surface of the pad body 1 is detected.
  • Table 1 The results are shown in Table 1.
  • Table 1 Temperatures of the surface of the mat corresponding to the inlet, middle and end regions of the air supply branch and the temperature difference between adjacent areas under different air supply duct conditions
  • the air supply device 3 and the plug connector 4 can be directly connected to each other.
  • the wind device 3 is mounted flat on one side of the cushion body 1 for use on a tatami or mantle.
  • the cushion layer 17 mainly serves to effectively transfer heat and heat, and the thickness of the backing layer 17 near the front end of the cushion body 1 of the air supply device 3 is slightly thick, from the front end to the rear end. The thickness gradually becomes thinner. The thickness of the front end surface of the pad body 1 and the rear end surface of the pad body 1 can be more effectively balanced by the thick and thin pad layer 17.

Abstract

一种利用冷暖风降温或加热的冷暖垫，包括垫体（1）、设置在垫体（1）内的供风管路（2），供风装置（3），及将垫体（1）、供风管路（2）与供风装置（3）相连通的插接连接件（4）。垫体（1）包括由下至上依次叠合的底层面料（11）、保温层（12）、第一立体网布层（14）、第二立体网布层（15）、衬垫层（17）和面层（18）以及包边带（19），包边带（19）上开设通风孔（191）。插接连接件（4）具有供风通道（41）和回风通道（42），供风管路包括供风主管道（21）和若干根供风支管道（22），供风支管道（22）上开设供风小孔（23），供风装置（3）具有供风口（31）和回风口（32），供风口（31）通过供风通道（41）与供风主管道（21）相连通，回风口（32）通过回风通道（42）与第一立体网布层（14）和第二立体网布层（15）相连通。冷暖垫，降温和加热更均匀，垫子表面的热量分布均衡，舒适度高且总体能耗低。

Description

利用冷暖风降温或加热的冷暖垫 技术领域
本发明属于垫子技术领域，具体涉及利用冷暖风降温或加热的冷暖垫。
背景技术
日常生活中，床上取暖使用最广泛的加热装置是电热毯和近期在韩国广泛流行的水暖垫。但电热毯存在漏电隐患，且容易引起局部过热、电磁辐射等不安全因素。水暖垫则存在漏水、堵塞、需要采取防冻措施并需要定期补水等诸多问题，使用和维护不便。
中国专利CN 2013200637805公开了一种“暖风循环供暖褥垫”。由于受制于空气的比热低、热传输距离有限等因素，专利CN 2013200637805中的暖风循环管的排布方式会导致吸气区域的温度远高于排气区域的温度，不可避免地引起垫子表面的发热不均衡问题，直接影响垫子的舒适度。
中国专利CN2016200882270公开了“一种冷暖风循环垫”，采用平行并置的供风主管道、回风主管道，及有间隔的并联连接在供风主管道、回风主管道上的若干冷暖风循环支管道，冷暖风循环支管道进风部和回风部紧密贴合排布的方式。该方案虽然在一定程度上改善了垫子发热不均衡的问题，但冷暖风循环支管道在末端的空气回流处需要进行360°绕回，导致空气回流阻力偏大和供风压力增加，引起热传递效率低，产生供、回风主管道区域和冷暖风循环支管道空气回流区域的温差偏大的问题，且能耗高。
中国专利CN201520680253.8公开了一种透气冷暖垫，包括内部呈空心状的外垫体，外垫体内部盘绕有若干换热管，换热管的管口伸出外垫体，并通过换热接头与换热主机连接，换热管与换热主机之间通过换热介质形成换热循环。位于外垫体内的换热管表面布设有立体网布或空间立体透气体，其表面设有若干透气孔面，形成透气通道。该方案中，换热管在外垫体内呈连续S型或U型盘绕及换热介质在换热通道内封闭循环流动，即换热介质并未经过透气通道进行直接换热及热传送。特别是在该方案中，当以空气作为换热介质时，受制于空气比热低以及换热管的排布方式引起的空气的流动阻力大，导致换热管的热传送距离有限，进风区域和回风区域间(如该专利附图2中垫体的上半区域和下半区域间)温差偏大，且影响其实用性的问题。
另外，现有技术中未见有可以长时间供应足够的冷媒以实现有效降温功能的垫子。
因此，有必要设计一种新型的冷暖垫，以克服现有技术中的上述技术缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供利用冷暖风降温或加热的冷暖垫，使得降温和加热更均匀，垫子表面的热量均衡，舒适度高，且总体能耗低，可长时间供应足够的冷、热媒以实现有效降温、加热。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
利用冷暖风降温或加热的冷暖垫，包括垫体、设置在所述垫体内的供风管路，为所述供风管路提供冷暖风的供风装置，及将所述垫体、供风管路与所述供风装置相连通的插接连接件；其中：
所述垫体包括由下至上依次叠合的底层面料、保温层、第一立体网布层、第二立体网布层、衬垫层、面层以及围绕其周边缝包固定的包边带；
所述供风管路包括供风主管道及从所述供风主管道分支出的若干根并联的供风支管道，单根所述供风支管道的管壁上开设若干组供风小孔，所述供风支管道的首端与所述供风主管道相连通，末端用塞子堵住；所述第一立体网布层中设置主管道安装槽和若干个并联的支管道安装槽，所述供风主管道嵌入所述主管道安装槽内，所述供风支管道分别嵌入对应的所述支管道安装槽内；
所述供风装置具有供风口和回风口，所述插接连接件具有供风通道和回风通道，所述供风口通过所述供风通道与所述供风主管道相连通，所述回风口通过所述回风通道与所述第一立体网布层和所述第二立体网布层相连通。
根据本发明，在所述保温层和第一立体网布层之间还设置第一石墨烯导热层；和/或，
在所述第二立体网布层和衬垫层之间还设置第二石墨烯导热层。
根据本发明，所述主管道安装槽与所述支管道安装槽之间的连接角度θ的范围为90°≦θ≦120°；相应地，所述供风主管道和所述供风支管道之间的连接角度θ的范围为90°≦θ≦120°。
根据本发明，所述包边带的垂直面上开设若干个通风孔；所述塞子的末端开设与所述供风小孔同等口径的供风小孔；所述供风小孔的通风总面积，所述供风主管道的 通风面积，所述通风孔的通风总面积和所述回风口的通风面积，及所述供风口的通风面积的关系满足：
供风小孔的通风总面积>供风主管道的通风面积≧(通风孔的通风总面积+回风口的通风面积)≧供风口的通风面积。
根据本发明，每一组所述供风小孔之间的距离在所述供风支管道上不均等分布，越靠近所述供风支管道的末端，前后两组所述供风小孔之间的距离越短。
根据本发明，每一组所述供风小孔具有一个以上的供风小孔，单个所述供风小孔内径Φ为1～6mm，每一组所述供风小孔分布在离所述供风支管道的同一个垂直面前后10mm范围以内。
根据本发明，靠近所述供风支管道的末端的第一组所述供风小孔离所述供风支管道的末端的距离为15～50mm，其余每一组所述供风小孔和前一组所述供风小孔间的距离为50～200mm。
根据本发明，单根所述供风支管道的长度为400mm～1600mm，相邻的所述供风支管道之间的距离<120mm。
根据本发明，所述第二立体网布层中插设有温度传感器。
根据本发明，所述供风装置包括外壳、设置在所述外壳内部的风机和控制电路板，所述供风口与所述风机的出口相连通，与所述回风口对应的所述外壳的内部安装回风过滤网。
根据本发明，所述外壳的侧壁上开设第一进风口，所述第一进风口对应的侧壁内侧安装第一进风过滤网；所述风机与所述控制电路板之间具有隔板，所述隔板上开设第二进风口，所述第二进风口对应的隔板上安装第二进风过滤网，所述第二进风过滤网靠近所述控制电路板一侧。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下有益效果：
(一)、本发明的利用冷暖风降温或加热的冷暖垫，冷暖风通过供风装置的供风口进入供风主管道，并通过供风支管道上的供风小孔进入垫体内，通过第一立体网布层和第二立体网布层均匀分布在垫体内部。经过第一立体网布层和第二立体网布层内的立体网孔道后的冷暖风，一部分经衬垫层从面层透渗出垫体，起到除湿干燥垫体的作用，大部分从包边带上的通风孔和插接连接件的回风通道流出垫体，有效实现热传送和循环。
(二)、第一立体网布层和第二立体网布层具有良好的回弹性和空气对流导热功能，独特的内部结构使得其内部形成顺畅的无数个立体网孔道，作为散热及回风通道，风阻小，能耗低，且可减小垫体表面不同区域间的温差，有效提高热传递效率的同时保障了垫体表面的整体热量均衡，且能长期保温。
(三)、本发明的冷暖垫还充分利用了石墨烯材料的导热和隔热性能，冷量或热量分别通过第一石墨烯导热层和第二石墨烯导热层在水平方向上均匀传递。同时结合利用保温层和衬垫层中的保温材料的隔热性能，有效锁住冷量或热量，大大提高了热传递效率，提高热传送距离和热能利用率，总体能耗低，保障了垫体的发热均衡性，实现垫体表面的温度分布更加均匀，舒适度高。
附图说明
图1是本发明的利用冷暖风降温或加热的冷暖垫的结构示意图。(其中：为了显示出供风管路连接结构，垫体的多层结构并未示出。)
图2是本发明的垫体的局部剖视图。
图3是本发明的供风管路的结构示意图。
图4是图3中的供风支管道的末端示意图。
图5是本发明的供风装置的结构示意图(未安装装置顶盖)。
图6是本发明的插接连接件的结构示意图。
图7是本发明的利用冷暖风降温或加热的冷暖垫的结构示意图(插接连接件配套弯接头)。(其中：为了显示出供风管路连接结构，垫体的多层结构并未示出。)
图8是供风支管道为单根单腔管支管道并联排列、双根贴合并排的单腔管支管道并联排列、单根双管腔支管道并联排列三种形式的组合示意图。
图中：1-垫体、2-供风管路、3-供风装置、4-插接连接件、5-弯接头、11-底层面料、12-保温层、13-第一石墨烯导热层、14-第一立体网布层、15-第二立体网布层、16-第二石墨烯导热层、17-衬垫层、18-面层、19-包边带、191-通风孔、21-供风主管道、22-供风支管道、23-供风小孔、24-塞子、141-主管道安装槽、142-支管道安装槽、221-单根单腔管支管道、222-双根贴合并排的单腔管支管道、223-单根双腔管支管道、31-供风口、32-回风口、33-外壳、34-风机、35-控制电路板、36-回风过滤网、341-安装制冷/制热源、37-减震垫、38-支撑垫、39-过热保护开关、310-隔板、311-第二进风口、312-第二进风过滤网、331-第一进风口、332-第一进风过滤网、41-供风通道、 42-回风通道、411-供风入口、412-供风出口、421-回风出口、422-回风入口
具体实施方式
以下结合具体实施例，通过优选实施例对本发明的利用冷暖风降温或加热的冷暖垫作进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围。
技术术语说明：
底层面料：属于常规品种，通常使用化纤、纯棉等各种面料以及经后道加工带有防滑功能的面料，本实施例中采用的是具有防滑功能的点塑无纺布。
保温层：属于常规品种，垫子常用的保温材料为海绵、发泡PE、无纺毡、喷胶棉及硬质棉等，本实施例中采用的是硬质棉。
第一立体网布层和第二立体网布层：二者均为立体网眼布(或称为夹层网眼布)，是一种双针床经编网布，由上下双层经编网眼布和中间连接它们的涤纶单丝组成的三维立体的网布结构。通常，上下两面是涤纶，中间连接丝为涤纶单丝，厚度一般为2～20mm。其独特的双面网孔及中间三维“X-90度”单丝支撑结构形成的上百万个支撑点，呈现内部空气可以自由流动的镂空状立体结构及良好的支撑和回弹性能。
第一石墨烯导热层和第二石墨烯导热层：采用的石墨烯材料是一种全新的导热散热材料，具有独特的晶粒取向，水平方向(X-Y轴)导热系数可达1000W/mK以上(铜的导热系数为401W/mK,铝的导热系数为237W/mK)，而垂直方向(Z轴)导热系数却只有15-20W/mK，沿平面两个方向均匀高效导(散)热的同时在厚度方向起到隔热作用。
本发明的第一石墨烯导热层和第二石墨烯导热层具体可以为：石墨烯导热膜或石墨烯复合导热布等。
衬垫层：为现有技术中的常规衬垫层，例如海绵、硬质棉，无妨毡等。本实施例中采用的衬垫层由统一幅宽，不同长度的1mm厚无纺毡以下层短上层长的方式层叠形成。
面层：为现有技术中的常规面层，例如化纤、纯棉面料，绗缝面料等。本实施例中采用的是表层为超细化纤绒布、夹层为喷胶棉、底层为平纹梭织布的绗缝面料。
下面通过具体实施例对本发明进行进一步的阐述：
如图1所示，本发明的利用冷暖风降温或加热的冷暖垫，包括垫体1、设置在所述垫体1内的供风管路2，为所述供风管路2提供冷暖风的供风装置3，及将所述垫体1、供风管路2与所述供风装置3相连通的插接连接件4。
如图2所示，所述垫体1包括由下至上依次叠合的底层面料11、保温层12、第一石墨烯导热层13、第一立体网布层14、第二立体网布层15、第二石墨烯导热层16、衬垫层17、面层18以及围绕垫体1周边缝包固定的包边带19，所述包边带19的垂直面上开设若干个通风孔191。
如图2和图3所示，所述供风管路2包括供风主管道21及从所述供风主管道21分支出的若干根并联的供风支管道22，所述供风支管道22的管壁上开设若干组供风小孔23。所述供风支管道22的首端与所述供风主管道21相连通，末端用开设有与所述供风小孔23同等口径供风小孔的塞子24堵住。所述第一立体网布层14中设置主管道安装槽141和若干个并联的支管道安装槽142，所述供风主管道21嵌入所述主管道安装槽141内，所述供风支管道22分别嵌入对应的所述支管道安装槽142内。
如图5所示，所述供风装置3具有供风口31和回风口32。如图6所示，所述插接连接件4具有供风通道41和回风通道42。如图1、图3、图5、图6和图7所示，所述供风通道41的两端的供风入口411和供风出口412分别与所述供风口31和所述供风主管道21相连通，即所述供风口31通过所述供风通道41与所述供风主管道21相连通；所述回风通道42的回风出口421、回风入口422分别与所述回风口32、所述第一立体网布层14和第二立体网布层15相连通，即所述回风口32通过所述回风通道42与所述第一立体网布层14和第二立体网布层15相连通。
本发明的利用冷暖风降温或加热的冷暖垫，冷暖风通过供风装置3的供风口31进入供风主管道21，并通过供风支管道22上的若干组供风小孔23进入第一立体网布层14和第二立体网布层15的内部空间，通过第一立体网布层14和第二立体网布层15均匀分布在所述垫体1的内部。经过所述第一立体网布层14和第二立体网布层15内的立体网孔道后的冷暖风的一部分经所述衬垫层17从所述面层18透渗出垫体1，大部分从所述通风孔191以及经所述回风入口422从所述回风通道42的所述回风出口421流出垫体1。
所述第一立体网布层14和第二立体网布层15具有良好的回弹性和空气对流导热功能，独特的内部结构使得其内部形成顺畅的无数立体网孔道，作为回风散热通道，可减小所述垫体1表面不同区域间的温差，及提高所述垫体1的整体均衡发热效率。
本发明的冷暖垫还充分利用了石墨烯的散热和隔热性能，冷量或热量分别通过第一石墨烯导热层13和第二石墨烯导热层16在水平方向上均匀传递。同时结合利用保温层12和衬垫层17中的保温材料的隔热性能，有效锁住冷量或热量，大大提高了热传送距离，提高热传递效率和热能利用率，保障了所述垫体1的发热均衡性，实现垫体1表面的温度分布更加均匀。
根据本发明，所述垫体1也可以不包含第一石墨烯导热层13和第二石墨烯导热层16，或只含有其中的一层石墨烯导热层。
当不含有第一石墨烯导热层13和第二石墨烯导热层16或只含有其中的一层石墨烯导热层时，通过适当加强保温层12和衬垫层17的性能或厚度，也可基本达到本实施例的热传递效果。此时，保温层12和衬垫层17的厚度也可能随之变大。
根据本发明，本实施例中，所述第一立体网布层14采用厚度为10mm，克重为1000g的立体网眼布，所述第一立体网布层14的内部挖空形成相应的条状的主管道安装槽141和若干个并联的支管道安装槽142。
所述保温层12设置深6mm的所述供风主管道21的嵌入槽，所述供风主管道21外径高度为16mm，所述供风主管道21的底端嵌入所述嵌入槽内，上端嵌入所述主管道安装槽141内。所述供风支管道22的外径高度为10mm，使得所述供风主管道21、供风支管道22的顶壁的上表面与所述第一立体网布层14的上表面平齐。
所述供风主管道21、供风支管道22的顶壁的上表面与所述第一立体网布层14的上表面平齐，保证了有效的热传递效率和垫子表面的整体平整度及人体舒适感。
根据本发明，本实施例中，所述第二立体网布层15采用厚度为6mm，克重为600g的立体网眼布，在起到顺畅的散热回风通道作用的同时，更加保证垫体表面的平整及人体舒适度。
如图3所示，根据本发明，本实施例中，所述主管道安装槽141与所述支管道安装槽142之间的连接角θ为100°，所述供风主管道21和供风支管道22之间的连接角θ为100°。此时，所述供风主管道21和所述供风支管道22之间大于90°的连接角θ，可减小冷暖风在所述供风主管道21和所述供风支管道22之间流通的阻力，有助于提高传热效率。
通常，所述主管道安装槽141与所述支管道安装槽142之间的连接角θ的范围为90°≦θ≦120°；相应地，所述供风主管道21和供风支管道22之间的连接角θ的范围为90°≦θ≦120°。
连接角θ的范围为90°≦θ≦120°的设计，不仅有效降低了冷暖风在所述供风主管道21和供风支管道22之间流通的阻力，可保障冷量或热量能够有效输送至所述供风支管道22的末端，还保证了所述垫体1整体的发热均衡性，从而达到所述垫体1的温度分布均衡的要求。
根据本发明，本实施例的所述供风口31、供风主管道21、供风支管道22、供风小孔23、回风口32及通风孔191的尺寸如下：
所述供风口31的内径的宽×高为：64mm×23mm，通风面积为1472平方毫米。
所述供风主管道21的壁厚3mm，内径的宽×高为：150mm×10mm，外径的宽×高为：156mm×16mm，通风面积为1500平方毫米。
所述供风支管道22由十根硅胶双腔软管(属于双腔管支管道)组成，硅胶双腔软管的横截面为水平的日字型。具体尺寸为：
顶、底两壁各厚1.8mm，三个侧壁各厚2.5mm，单腔内径宽×高为：10mm×6.4mm，双腔管外径宽×高为：27.5×10mm。
所述供风小孔23的直径为Φ3mm，在所述硅胶双腔软管的两个外侧壁和两个顶壁上分别开设所述供风小孔23，四个供风小孔23为一组。每根所述供风支管道22上开设六组供风小孔，则每根所述供风支管道22的管壁上共有二十四个供风小孔。
同时，如图3和4所示，所述供风支管道22的末端还用两个所述的塞子24塞住，每一个所述塞子24上开设一个直径为Φ3mm的供风小孔23。因此，单根所述供风支管道22上总共具有二十六个供风小孔23，通风面积为183.7平方毫米，10根所述供风支管道22的供风小孔23的通风总面积为1837平方毫米。
所述回风口32的内径的宽×高为：34mm×23mm，通风面积为782平方毫米。
所述包边带19靠近所述垫体1末端的垂直面上总共开设36个所述通风孔191，所述通风孔191的直径为Φ5mm，所述通风孔191的通风总面积为706平方毫米，所述通风孔191的通风总面积和所述回风口32的通风面积加起来为1488平方毫米。
此时，供风小孔的通风总面积>供风主管道的通风面积>(通风孔的通风总面积+回风口的通风面积)>供风口的通风面积。
经过长期试验，供风小孔的通风总面积、供风主管道的通风面积、通风孔的通风总面积和回风口的通风面积、供风口的通风面积满足：
供风小孔的通风总面积>供风主管道的通风面积≧(通风孔的通风总面积+回风 口的通风面积)≧供风口的通风面积。
在满足上述条件的前提下，有助于部分冷暖风从所述面层18表面透渗及冷暖风在所述垫体1内部的流动分布更加均匀，并能够有效降低供风阻力，提高供风效率。
所述供风支管道22末端的所述塞子24及塞子24上开设的供风小孔23，可有效减少直接从所述供风支管道22末端流出的冷暖风的量，进一步保障所述垫体1内的冷暖风的流动更加均衡，从而保障所述垫体1的表面温度的均衡。
根据本发明，本实施例的单根所述供风支管道22上开设六组所述供风小孔23，六组所述供风小孔23之间的距离为：靠近所述供风支管道22的末端的第一组供风小孔23与所述供风支管道22的末端的距离为15mm，另五组供风小孔23与前一组之间的距离依次为50mm、100mm、100mm、150mm和200mm。
此时，可有效保障所述供风支管道22的末端区域所需的冷量或热量，能够有效保障冷量或热量在所述垫体1内的均匀分布，保障垫体表面的温度均衡，提高人体的舒适度。
根据本发明，单根所述供风支管道上开设二～八组所述供风小孔，相邻的两组所述供风小孔23之间的距离在所述供风支管道22上不均等分布，越靠近所述供风支管道22的末端，前后两组供风小孔23之间的距离越短。
进一步地，根据本发明，靠近所述供风支管道的末端的第一组供风小孔离所述供风支管道的末端的距离可以在15～50mm范围，其余每一组供风小孔和前一组供风小孔间的距离可以在50～200mm范围。
此时，均可有效保障所述供风支管道22的末端区域所需的冷量或热量，能够有效保障冷量或热量在所述垫体1内的均匀分布，保障垫体表面的温度均衡，提高人体的舒适度。
根据本发明，每一组所述供风小孔至少具有1个以上的供风小孔，每一组所述供风小孔分布在离所述供风支管道的同一个垂直面前后10mm范围以内，所述供风小孔23的直径为Φ1mm以上。
可根据实际制成垫子的总尺寸及供风支管道的尺寸、供风小孔的通风总面积要求等因素共同决定所述供风小孔的内径，因此，通常所述供风小孔的内径Φ为1～6mm。
根据本发明，本实施例的单根所述供风支管道22的长度为1220～1380mm，所述供风支管道22末端和所述垫体1末端间距离为400mm，相邻的所述供风支管道22 之间的距离为95mm。最后制成的所述垫体1的宽×长×厚为：1500mm×2000mm×30mm。
实际使用中在冬季人体的头部朝垫体的末端方向，夏季则可以脚部朝垫体的末端方向，以达到头凉脚暖的健康效果。
实际应用中，所述供风支管道22的长度根据所述垫体1的长度及垫体1的主发热区域面积的大小变化而变化。例如将本发明的冷暖垫做成婴儿床垫，则由于婴儿床垫较短，所述供风支管道长度相应地也变短。再如，所述供风支管道22的末端和所述垫体1末端间距离越短，则垫体的主发热区域的面积越大，所述供风支管道22的长度也相应地变大。通常，所述供风支管道22的长度可以在400～1600mm范围内变化。
进一步地，相邻的所述供风支管道22之间的距离<120mm范围内，均可满足垫体1表面的冷量或热量分布均匀的要求。相邻的所述供风支管道22之间的距离通常为10～120mm。
如图8所示，根据本发明，所述供风支管道22还可以为单根单腔管支管道221形式，所述供风小孔23分别开设在所述供风支管道22的两个外侧壁和一个顶壁上。
此时，当所述供风支管道22的内径越小，热传递效果越差，需要管路的排布越密，影响生产装配效率；反之，当所述供风支管道22的内径越大热传递效果越好，而所需的所述垫体1的厚度也要随之增加，冷暖垫的使用和保管越加不方便。
如图8所示，根据本发明，所述供风支管道22还可以为双根贴合并排的单腔管支管道222。此时，所述双根贴合并排的单腔管支管道的口径与所述双腔管支管道中的单个口径基本一致时，也能达到与所述双腔管支管道相近的均衡降温、加热的效果。此时，相比双腔管支管道，所需的所述供风支管道22的数量翻倍，会一定程度上影响生产装配效率。
如图8所示，根据本发明，所述供风支管道还可以采用单根单腔管支管道221并联排列、双根贴合并排的单腔管支管道222并联排列、单根双管腔支管道223并联排列三种形式的组合。
以下采用不同形状的供风支管道进行传热性能测试
采用不同形状的硅胶软管，作为供风支管道进行传热性能测试：
所述垫体1的表面铺盖被子，测试环境温度为29.2℃，所述供风主管道21的进 风端供入75℃热风，供风30分钟后，检测所述垫体1表面的温度，结果如表1所示。
表1：不同形状的供风支管道条件下，与供风支管道进风端、中端和末端区域相应的垫体表面的温度及相邻区域间的温差
Figure PCTCN2018109940-appb-000001
由表1可知，采用表1中的双腔管支管道(单腔内径各为10×6.4mm，外径为27.5×10mm，单腔通风面积为64平方毫米)，相比采用双根贴合并排的单腔管支管道(表1中的双根贴合并排的单腔管支管道，内径9mm，壁厚2mm，外径13mm，通风面积为63.6平方毫米)，
虽然，由表1中可知，两种形状的供风支管道的单腔通风口面积相近时，两者的热传送效果相近，但采用单根双腔管供风支管道并联的方式时，可有效减小所述垫体1的厚度及供风支管道22的数量，同时可提高均衡的热传递效率及生产装配效率。
根据本发明，所述第二立体网布层15中插设温度传感器(图中未示出)。所述温度传感器实时检测所述第二立体网布层15的温度并实时反馈到所述控制电路板35，有利于所述垫体1的温度的检测和控制。
如图5所示，根据本发明，所述供风装置3包括外壳33、设置在所述外壳33内部的风机34和控制电路板35，所述供风口31与所述风扇34的出口相连通，与所述回风口32对应的所述外壳33的内部安装回风过滤器36，所述风扇34的出口处安装制冷/制热源341。
根据本发明，制冷/制热源341可以为半导体制冷片或PTC发热体。
根据本发明，所述温度传感器由导线与所述控制电路板35相连接。
根据本发明，所述风机34下方的所述外壳33的底部还设置减震垫37，所述外壳33的一侧还设置支撑垫38。靠近所述回风口32的所述外壳33上设置过热保护开关39。
根据本发明，所述外壳33的侧壁上开设第一进风口331，所述第一进风口331对应的侧壁内侧安装第一进风过滤网332。所述风机34与所述控制电路板35之间具有隔板310，所述隔板310上开设第二进风口311，所述第二进风口311对应的隔板 310上安装第二进风过滤网312，所述第二进风过滤网312靠近所述控制电路板35一侧。
外部空气通过第一进风口331和第二进风口311与风机34的进风口相连通，可降低箱体内部温度的同时起到平衡气压，解决所述风机34的进风口吸入压力大的问题。
如图7所示，根据本发明，所述插接连接件4配备有弯接头5，所述弯接头5具有90°弯头的形状，所述供风装置3通过弯接头5与所述接插连接件4和垫体1相连接时，本发明的冷暖垫可以铺在常规的床面上，此时，所述供风装置3则垂直挂靠并固定在床面的一侧。
如图1所示，根据本发明，当所述插接连接件4无所述弯接头5时，所述供风装置3和接插连接件4可直接对插连接，此时，所述供风装置3平置安装在垫体1的一侧，以便于在榻榻米或地炕上使用。
根据本发明，衬垫层17主要起有效传热及匀热作用，靠近所述供风装置3的所述垫体1的前端的所述衬垫层17的厚度略厚，从前端到后端厚度逐渐变薄。由厚变薄的衬垫层17可有效保证所述垫体1的前端表面与所述垫体1的后端表面的温度分布更加均衡。
结合图1至图8，本发明的冷暖垫具有多种使用模式：
(一)、正常模式，可自由设定舒适温度，温度设定范围在15～55℃，风机转速2000转/分钟。
(二)、睡眠模式，温度自动设定为33℃，垫体温度保持在32～34℃间，风机转速降为1800转/分钟，以降低噪音。
(三)、除湿模式，温度自动设定为55℃，垫体温度保持在54～56℃间，风机转速升为2200转/分钟，以提高除湿效率。
当中，温度传感器实时检测所述第二立体网布层15中的温度，进而反应出所述垫体1的温度，当检测到温度高出设定的温度1℃，或低于设定的温度1℃时，控制系统发出反馈信号，并及时停止/回复降温或加热。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该发明进行的等同修改 和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (11)

  1. 利用冷暖风降温或加热的冷暖垫，其特征在于，包括垫体、设置在所述垫体内的供风管路，为所述供风管路提供冷暖风的供风装置，及将所述垫体、供风管路与所述供风装置相连通的插接连接件；其中：
    所述垫体包括由下至上依次叠合的底层面料、保温层、第一立体网布层、第二立体网布层、衬垫层、面层以及围绕其周边缝包固定的包边带；
    所述供风管路包括供风主管道及从所述供风主管道分支出的若干根并联的供风支管道，单根所述供风支管道的管壁上开设若干组供风小孔，所述供风支管道的首端与所述供风主管道相连通，末端用塞子堵住；所述第一立体网布层中设置主管道安装槽和若干个并联的支管道安装槽，所述供风主管道嵌入所述主管道安装槽内，所述供风支管道分别嵌入对应的所述支管道安装槽内；
    所述供风装置具有供风口和回风口，所述插接连接件具有供风通道和回风通道，所述供风口通过所述供风通道与所述供风主管道相连通，所述回风口通过所述回风通道与所述第一立体网布层和所述第二立体网布层相连通。
  2. 根据权利要求1所述的利用冷暖风降温或加热的冷暖垫，其特征在于，在所述保温层和第一立体网布层之间还设置第一石墨烯导热层；和/或，
    在所述第二立体网布层和衬垫层之间还设置第二石墨烯导热层。
  3. 根据权利要求1所述的利用冷暖风降温或加热的冷暖垫，其特征在于，所述主管道安装槽与所述支管道安装槽之间的连接角度θ的范围为90°≦θ≦120°；相应地，所述供风主管道和所述供风支管道之间的连接角度θ的范围为90°≦θ≦120°。
  4. 根据权利要求1所述的利用冷暖风降温或加热的冷暖垫，其特征在于，所述包边带的垂直面上开设若干个通风孔；所述塞子的末端开设与所述供风小孔同等口径的供风小孔；所述供风小孔的通风总面积，所述供风主管道的通风面积，所述通风孔的通风总面积和所述回风口的通风面积，及所述供风口的通风面积的关系满足：
    供风小孔的通风总面积>供风主管道的通风面积≧(通风孔的通风总面积+回风口的通风面积)≧供风口的通风面积。
  5. 根据权利要求1所述的利用冷暖风降温或加热的冷暖垫，其特征在于，每一组所述供风小孔之间的距离在所述供风支管道上不均等分布，越靠近所述供风支管道的末端，前后两组所述供风小孔之间的距离越短。
  6. 根据权利要求5所述的利用冷暖风降温或加热的冷暖垫，其特征在于，每一 组所述供风小孔具有一个以上的供风小孔，单个所述供风小孔内径Φ为1～6mm，每一组所述供风小孔分布在离所述供风支管道的同一个垂直面前后10mm范围以内。
  7. 根据权利要求5所述的利用冷暖风降温或加热的冷暖垫，其特征在于，靠近所述供风支管道的末端的第一组所述供风小孔离所述供风支管道的末端的距离为15～50mm，其余每一组所述供风小孔和前一组所述供风小孔间的距离为50～200mm。
  8. 根据权利要求1所述的利用冷暖风降温或加热的冷暖垫，其特征在于，单根所述供风支管道的长度为400mm～1600mm，相邻的所述供风支管道之间的距离<120mm。
  9. 根据权利要求1所述的利用冷暖风降温或加热的冷暖垫，其特征在于，所述第二立体网布层中插设有温度传感器。
  10. 根据权利要求1-9中任一项所述的利用冷暖风降温或加热的冷暖垫，其特征在于，所述供风装置包括外壳、设置在所述外壳内部的风机和控制电路板，所述供风口与所述风机的出口相连通，与所述回风口对应的所述外壳的内部安装回风过滤网。
  11. 根据权利要求10所述的利用冷暖风降温或加热的冷暖垫，其特征在于，所述外壳的侧壁上开设第一进风口，所述第一进风口对应的侧壁内侧安装第一进风过滤网；所述风机与所述控制电路板之间具有隔板，所述隔板上开设第二进风口，所述第二进风口对应的隔板上安装第二进风过滤网，所述第二进风过滤网靠近所述控制电路板一侧。
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