用于改善温控装置的响应时间的装置和方法
【技术领域】
[0001] 本教导通常设及改善温控装置的性能，并且具体设及提高加热装置变热的速率。【背景技术】
[0002] 本教导基于提供提高其中的加热装置向使用者提供制热和/或制冷的速率的温 控装置（例如，加热和/或制冷系统）。一般地，用于向车辆座椅提供热舒适度的加热系统 和/或加热和制冷系统包括加热器和/或风扇。通常，该些加热器是车辆座椅内所安装的 电阻加热器。所采用的电阻加热器的一些非限制性示例是钢丝（laywire)加热器、正温度 系数加热器（PTC)、碳线束、碳片材、包括碳、镶或该两者的片材和/或线束（strands)、或者 在被施加能量的情况下变热的任何其它类型的加热系统。然而，该些加热器在冷的情况下， 需要时间W变热、对周围元件进行加热、渗透一个或多个层或该些操作的组合，W使得乘员 感受到来自加热器的热；或者在制冷装置热的情况下，需要时间W提供制冷。在接通加热器 之前，加热器、座椅、空气或它们的组合的环境温度越冷，乘员体验到温暖所需的时间越长， 或者相反，在接通制冷装置之前制冷装置、座椅、空气或它们的组合的环境温度越热，乘员 体验到凉爽所需的时间越长。现有系统具有从接通该些现有系统的时间起直到乘员体验到 制热和/或制冷的增加为止的过渡期（rampon)。对于驾驶了仅几英里的乘员，到该乘员到 达他们的期望位置时，车辆座椅甚至可能还没有变暖和和/或凉爽。尽管如今已存在该些 技术，但汽车制造商和车辆所有者继续寻求更快地变热的加热座椅和更快地变冷的制冷座 椅。
[0003] 具有快速加热的加热系统和/或快速制冷的制冷系统W使得在接通加热器之后 使用者立即体验到温度变化，该很具吸引力。具有在60秒或更短时间内达到最高温度的 70 %的加热装置和/或制冷装置很具吸引力。在美国专利4, 849, 611、美国专利5, 369, 247、 美国专利6, 914, 217、美国专利7, 615, 879和美国专利7, 801，661中可W发现尝试提升电力 的示例，其中所有该些专利均通过引用而包含于此W用于所有目的。
[0004] 需要快速达到使用者体验到加热和/或制冷感觉的温度的温控装置。还需要在监 测加热器的温度的情况下进行快速加热W使得加热器不会因快速加热而被损坏的加热系 统。具有如下的温控装置将很具吸引力，其中该温控装置在60秒或更短时间内达到其最高 温度的70%、优选为在60秒或更短时间内达到其最高温度的85%、更优选为在60秒或更 短时间内达到其最高温度的100%W上。
【发明内容】
[0005] 本教导通过提供W下来满足该些需求中的一个或多个：一种系统，包括；(a)温控 装置；化）一次能源；W及（C)电子装置、机电装置或该两者（22)，其包括；a)二次能源； (ii)开关装置；（iii)测量装置；W及（iv)可选的控制器，其中：当所述温控装置接通时， 所述温控装置连接至所述二次能源；所述测量装置测量预定条件，并且在所述温控装置实 现了所述预定条件的情况下，所述开关装置从所述二次能源切换至所述一次能源；W及所 述预定条件是在约60秒或更短时间内实现的。
[0006] 本教导提供一种方法，包括W下步骤；(a)向系统中的温控装置施加二次能源； 化）监测所述温控装置的一个或多个条件；（C)在所述一个或多个条件实现了预定值的情 况下，使所述温控装置与所述二次能源断开；W及（d)使所述温控装置连接至一次能源，W 使得所述温控装置继续控制温度，其中：使所述温控装置与所述二次能源断开是在约60秒 或更短时间之后进行的，W及所述温控装置是自我调节加热装置、所述温控装置连接至用 于调节所述温控装置的温度的控制器或者该两个情况的组合，W使得在所述温控装置连接 至所述一次能源的情况下，所述温控装置维持预设的温度、使用者所选择的温度或该两者。
[0007] 本教导通过提供W下来满足本需求中的一个或多个；一种加热系统，包括；(a)加 热装置；化）电子装置、机电装置或该两者，其包括；（i)二次恒定能源、二次放大能源或该 两者；（ii) 一次恒定能源；（iii)机械开关装置、电气开关装置或该两者；（iv)测量装置； W及（V)可选的控制器，其中：当所述加热装置接通时，使所述加热装置连接至所述二次恒 定能源、所述二次放大能源或该两者；所述测量装置测量预定条件，并且在所述加热装置实 现了所述预定条件的情况下，所述机械开关装置、所述电气开关装置或该两者从所述二次 恒定能源、所述二次放大能源或该两者切换至所述一次恒定能源；W及所述预定条件是在 约60秒或更短时间内实现的。
[000引本教导的另一独特方面设想了一种方法，包括W下步骤；(a)向加热系统中的加 热装置施加恒定能源或放大能源；化）监测所述加热装置的一个或多个条件；（C)在所述一 个或多个条件实现了预定值的情况下，使所述加热装置与所述恒定能源或所述放大能源断 开；W及（d)使所述加热装置连接至不同的恒定能源，W使得所述加热装置继续被加热，其 中；使所述加热装置与所述恒定能源或所述放大能源断开是在约60秒或更短时间之后进 行的，W及所述加热装置是自我调节型、所述加热装置连接至用于调节加热器的温度的控 制器或者该两个情况的组合，W使得在所述加热装置连接至不同的恒定能源的情况下，所 述加热装置维持预设的温度、使用者所选择的温度或该两者。
[0009] 该里的教导通过提供快速达到使用者体验到加热和/或制冷感觉的温度的温控 装置出人意料地解决了该些问题中的一个或多个。该里的教导提供了在监测加热器的温度 的情况下进行快速加热W使得加热器不会因快速加热而被损坏的加热系统。该里的教导提 供了如下的温控装置，其中该温控装置在60秒或更短时间内达到其最高温度的70%、优选 为在60秒或更短时间内达到其最高温度的85%、更优选为在60秒或更短时间内达到其最 高温度的100 %W上。
【附图说明】
[0010] 图1示出该里的教导的温度梯度相对于控制的示例；
[0011] 图2示出控制图的一个示例；
[0012] 图3示出控制图的另一示例；W及
[0013] 图4示出针对PTC(正温度系数）加热装置W曲线图方式所描述的各种能源。
【具体实施方式】
[0014] 该里所呈现的说明和例示意图使本领域其它技术人员熟知本发明、其原理及其实 际应用。正如可能最适合特殊使用的要求那样，本领域技术人员可w适应并应用本发明的 多个形式。因此，如所述的本发明的具体实施例并不意图穷举或限制本教导。因此，该些教 导的范围不应参考上述说明来确定，而是应参考所附权利要求书W及该些权利要求的等同 物的所有范围来确定。包括专利申请和公开的所有文章和文献的公开内容通过引用而被包 含W用于所有目的。如根据所附权利要求书将收集到的其它组合也是可W的，其中该些其 它组合同样再次通过引用而被并入本撰写说明书中。
[0015] 本教导提供如下系统，其中该系统可适用于和/或可W包括任何温控装置（例如， 加热装置或制冷装置），w使得在施加能源（例如，功率源、电流源、电压源）的情况下，温 控装置改变温度并且向邻近的结构、人或该两者供热和/或供冷。优选地，该里所论述的温 控装置可W是任何电阻加热装置。可适用于该里的教导的加热器的一些非限制性示例包 括基于碳的加热器、基于丝的加热器（例如，由诸如铜、金、银等的金属或它们的组合制成 的钢丝）、正温度系数加热器（即，PTC)、负温度系数加热器（即，NTC)、碳纤维加热器、碳 片材、包括碳、镶或该两者的片材和/或线束等、或它们的组合。如该里所论述的加热装置 可W是热电装置和/或化lletier(佩尔蒂埃）装置。可W从包括W下专利的该里的教导 中收集到可适用于该里的教导的附加类型的加热装置；美国专利7, 741，582 (例如，第1栏 第50行~第2栏第36行W及图1~4)、美国专利7, 205, 510 (例如，第1栏第35~57行 和第2栏第45行~第4栏第6行W及图1~5)、美国专利6, 064, 037 (例如，第2栏第54 行~第4栏第39行）、美国专利6, 150, 642 (例如，第1栏第50行~第5栏第12行W及图 1~6)、美国专利7, 141，760 (例如，第1栏第33行~第7栏第42行W及图1~4)和美国 专利7, 560, 670 (例如，第1栏第40行~第6栏第11行W及图1~3)，其中所有该些专利 均包含于此W用于与可适用于该里的教导的不同类型的加热装置有关的教导。可适用于该 里的系统的加热装置中的一些加热装置包括正温度系数特性（PTC)。例如，如果施加恒压， 则PTC加热器的电阻将增大，由此防止了温度的进一步升高。如该里所论述的系统可W;并 入加热装置中、位于加热装置的附近、位于远离加热装置的位置、位于制冷装置的附近或它 们的组合。
[0016] 如该里所论述的制冷装置可W是在该制冷装置接触其它表面或使用者的情况下 提供制冷的任何制冷装置。制冷装置可W是电气制冷装置。制冷装置可W使液体冷却并且 使该液体循环W提供制冷。制冷装置可W是热电装置、Peltier(巧耳帖）装置、风扇或者 风扇与热电装置和/或化Itier装置的组合。制冷装置可用于提供加热和制冷。制冷装置 可W位于用于使冷却后的液体移动的送风机和/或风扇附近。制冷装置可W仅是风扇。风 扇可用于将液体推向乘员和/或使空气远离乘员。可W利用二次能源使风扇速度增大，W 使得在制冷装置的启动阶段产生增加的加热和/或制冷。可W利用热电装置或无需利用热 电装置来使用增大了的风扇速度。制冷装置在被施加能量的情况下，可W使循环至与组件、 使用者或该两者相接触的装置的液体冷却。制冷装置可W是系统的一部分。
[0017] 如该里所论述的系统（例如，温控系统、加热系统、制冷系统或它们的组合）可W 是温控装置（例如，加热装置、制冷装置或该两者）的组合、仪器仪表、能源、电力提升器或 W电气方式连接的如该里所论述的该些组件的组合。如该里所论述的系统可W并入到一个 或多个组件中。该系统可W是家用装置（例如，加热或制冷垫）、车辆加热装置或它们的组 合。家用加热装置可W用于诸如对肌肉、座椅等或它们的组合进行加热的治疗用途。该系 统在用于车辆的情况下可用于向乘员所接触的机动车的几乎任何部位（诸如扶手、n板、 移位器、方向盘、座椅、头枕、地板、顶衬、加热/制冷箱、控制台、仪表盘、搁脚空间或它们的 组合）提供温度控制。
[0018] 该系统可W包括W下组件中的一个或多个：温控装置、加热装置、制冷装置