[发明专利]加热和冷却技术

说明书

公开了一种加热和冷却设备，该设备包括：至少一个整体式的低压加热和冷却源；以及有效的柔性热量分布装置，该柔性热量分布装置具有从375W/mK至4000W/mK的热导率，用于将热量和冷量分布在表面上。其它方面包括提供完全热接触的热界面化合物以及使用相变材料以在不使用外部电输入的情况下提供持久的加热和/或冷却效果。优选的应用包括对汽车和家具座椅加热和冷却以及具有分布式加热和冷却效果的户外服装。

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2014年11月14日提交的美国临时申请No.62/080,072在35U.S.C119(e)下的优先权。

联合研究协议缔约方的名称

不适用

对在光盘上提交的或通过办公电子提交系统(EFS网)作为文本文件提交的材料的援引合并

不适用

有关发明人或联合发明人以前披露的声明

不适用

技术领域

本发明涉及用于OEM和售后加热器/冷却器的加热和冷却组件、制造该加热和冷却组件的方法及使用该加热和冷却组件的方法。更具体地，本发明涉及用于加热和冷却汽车座椅、医疗容器、各种类型的办公家具、食品加热器以及服装制品的传导性热传递系统。

背景技术

用于车辆座椅、家具座椅、医疗容器、食物加热器和服装制品的常规加热和冷却系统是本领域众所周知的，包括最常见类型的强迫通风式加热和冷却系统之一，该强迫通风式加热和冷却系统之一包括汽车座椅、座椅组件或服装制品中的强迫通风式加热器和/或冷却器。传统的加热制品已经包括了低效电阻加热机构等。其它利用的升温方法包括可能有效的化学反应型系统，但在每次激活之后它们都需要新的支出。

那些强迫通风式加热和冷却系统发明的从业者已经意识到那些现有技术发明所呈现的某些问题。一直困扰汽车制造商和消费者的一个特殊问题是，那些系统由于与使用空气作为热传递介质进行热传递相关联的低效率而使用大量的能量。还有伴随这些能源消耗问题导致内部空间问题的其它复杂性。

加热的服装制品，主要用于摩托车爱好者和户外活动的人，已经使用放置在整个服装上的电阻丝，很像老式电热毯。通常，需要将使用电线的摩托车夹克插入摩托车以连续地向设备供电。

一旦有人知道谁最近购买了一辆车，那么加热座椅就非常受欢迎。虽然加热座椅可用于众多应用，但我将专注于汽车，因为它代表公众购买的加热/冷却座椅的最大销量。很显然，用于加热和冷却座椅的机构对于下面将更充分描述的许多其它应用而言可能是有用的。

汽车座椅的加热和冷却是汽车买家广泛采用的理想特征，尽管在现有系统上存在改进。更新这些技术以便利用更少的电力，新材料和技术有助于热传递和冷却，从而有希望最小化水分积聚，这对于座椅行业的任何应用都是有利的。

座椅行业一直在寻找具有高加热和/或冷却速率的单向和双向热传递材料。此外，在消耗低功率量的同时在整个加热表面上的持续加热和冷却将受到业界欢迎。

现有技术通常包括具有取决于气流的空气分布模型的强制对流加热系统。随着座椅上的乘员体重增加，空气流的质量下降。在这些情况下，存在不期望的热沉电阻。在常规可用的加热座椅技术中，包括微热模块，将珀尔帖(Peltier)电路与热交换器结合使用，以提供退回到座椅垫的加热或冷却的空气。由于空气分布方法可能会出现问题，该方法可以包括第一顶层穿孔皮革，然后是在传统纱罩布材料顶上的分布层，接着是通过以泡沫材料模制的通道起到缓冲作用的底层。加热和冷却已显示低效率，并且需要用于气流通过的大量的“不动地”或空间。虽然这种可接受的常规标准具有相对低的成本，但是在考虑所用能量的量时却是无效的。而且水分积聚是现有技术方法的担忧。