CN105517842A - 包括具有继电器的调节装置的电调温装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电调温装置(11)，其具有至少两个加热装置、至少一个用于调节所述加热装置的功率的调节装置(40)，以及至少一个用于检测所述至少一个加热装置的温度的温度检测装置。设置，所述调节装置(40)具有至少一个继电器(41)，所述继电器为了接收开关信号而与所述温度检测装置电连接；所述继电器通过所述开关信号能够在至少两个不同的开关状态之间切换；所述继电器在第一开关状态中将至少两个加热装置与电压源相互并联连接；以及所述继电器在第二开关状态中将至少两个加热装置相互串联地电连接。

Description

包括具有继电器的调节装置的电调温装置

背景技术

表面在车辆中经常通过表面加热装置如纺织物加热元件加热，以便提高对于乘客的温度舒适性。一方面值得期望的是，这样的加热装置具有高加热功率，以便在接通时快速达到期望的温度额定值。然而，通过加热装置的不断接通和关断随后产生实际温度绕温度额定值的不断振荡。可惜，所应用的加热装置的加热功率越大，温度波动就越剧烈。但该振荡从使用者的方面来看是不期望的，因为可以通过经常的切换导致干扰性噪音和不断的温度变化。此外，通过经常的切换过程，***的寿命降低。

已知的是，定时器用于切换在加热元件上的供电电源。然而，这些定时器不可以检测环境温度。在这样的***中可能的是，当环境相对暖和时过晚关断加热装置，或者当环境温度过低时过早关断加热装置。

属于现有技术的还有温度调节器，所述温度调节器具有温度传感器和电流开关。这样的温度调节器可以共同考虑环境温度并且当环境温度已经达到所需要的表面温度时关断加热装置。然而，在接通时间段和关断时间段之间的温度波动有时是不可接受地大的。

除了NTC元件(负温度系数)之外温度控制模块的应用同样已知。然而，这是昂贵和耗费的。

在文献DE3212431A1中描述一种具有继电器的加热装置。然而，没有描述继电器的准确设置。当所期望的温度水平一次达到时应如何保持温度稳定也悬而未决。

在文献DE102010009340A1中描述一种快速加热装置，其中，使用附加加热线回路用于次级加热区域。为此需要第二类型的加热线或要缝合的双重线长度。两者有助于使得制造更复杂、时间更耗费并且更昂贵。此外该电路需要越来越多的电流。

因此值得期望的是，快速加热座椅，并且在此能够实现在持续运行中的稳定温度以及低的能耗。

发明内容

在该背景下提出一种具有权利要求1的特征的技术方案。另外的有利的构型可从另外的权利要求和以下描述中得知。

附图说明

在下文中阐明本发明的细节。这些实施方案应使得本发明易懂。然而这些实施方案仅仅具有示例性的特征。显然，在通过独立权利要求限定的本发明范围内也可以删去、修改或补充单个或多个所述特征。不同实施方式的特征显然也可以相互组合。决定性的是，本发明的方案基本上是实现的。如果一个特征可至少部分满足，则这包括：所述特征也完全满足或基本上完全满足。“基本上”在此尤其表示：实现允许以可知的程度实现所期望的使用。这尤其可以表示：相应的特征满足至少50％、90％、95％或99％。如果给出最小量，则显然也可以使用比最小量更多。如果部件的数目以至少一个给出，则这尤其也包含具有两个、三个或其他数目部件的实施方式。对于一个对象所描述的也可以应用到所有其他相同类型对象的主要部分或全部上。只要不另外说明，间隔包括其边缘点在内。“一个”以下也表示为不确定的物品并且可以意味着“一个唯一的”或者“至少一个”。以下参考：

图1：具有包括根据本发明的空调/调温/通风/加热和/或冷却装置的内部装置对象的车辆；

图2：具有用于控制对图1的座椅的加热装置进行电流供应的继电器的电路。

具体实施方式

本发明涉及车辆1。术语“车辆”尤其指的是用于运输人员和/或货物的装置。可以考虑例如陆地车辆、船舶、轨道车辆和航空器，尤其是飞机、轮船和自动化机动车。

此外，本发明涉及加热调整段(Heiz-Regelstrecke)2。词语“加热调整段”涉及一种对象，所述对象的温度应受影响，也就是经受控制和/或调整，尤其以便使其至少短时地达到确定的额定值或者额定范围中和/或持久地保持在那儿。这优选适用于其表面的这样的部分，媒介常规地或者使用者至少潜在地在使用对象时可以与所述部分达到接触。“调整段”尤其指一种对象，所述对象在至少一个参量方面经受控制和/或调整。应用可能性是如在此加热的座椅或方向盘、座椅覆层、办公室配备、乘客舱的隔板件、储备容器、燃料管路或电池的、发动机的或其他功能元件的壳体。

符合目的地，至少一个加热调整段2具有至少一个垫5。“垫”尤其指用于减弱冲击和/或用于分配局部压力尖峰到较大的面积上的装置。作为例子的是由发泡聚氨酯制成的块。

优选地，至少一个加热调整段2具有至少一个套4。术语“套”尤其涉及表面组织，所述表面组织至少部分区段地设置在对象的表面上。可设想例如空气不可渗透和空气可渗透的层，所述层包含有孔或无孔的皮革和/或纺织物并且布置在垫上，或者可设想例如以泡沫式材料的表面的至少一部分覆盖的薄层。

有利地，给加热调整段2分配至少一个调温装置22。“调温装置”尤其指如下装置：所述装置可以用于有针对性地改变其环境中的温度。特别适合的是一个或多个加热装置，帕尔贴元件、热传导管和/或空气运动装置，如例如通风机。特别有利的可以是，调温装置22设计用于以直流电的运行和/或以低电压的运行，尤其用于12V或24V。可考虑的例如是***件模块，所述***件模块集成到例如座椅的内部装置对象的垫中。

值得推荐地，至少一个调温装置22具有至少一个加热装置25。名称“加热装置”尤其涉及如下装置：所述装置为了有针对性地加热其环境而提供热能并且通过传导、对流和/或通过热辐射输出给其环境。这允许使用者的快速作用的并且长期保持的加热或者允许待加热对象、尤其壳体内部空间的加热。作为例子的是具有至少一个电加热电阻、柔性纺织面加热元件、热泵、帕尔贴元件、辐射器、对流器和/或加热螺旋管的装置。

优选地，至少一个调温装置具有至少两个加热装置，优选至少一个在座椅的靠背中，而至少一个在座椅的坐垫中。

有利地，至少一个加热装置25具有至少一个加热电阻27。术语“加热电阻”尤其指如下电阻：所述电阻在电流流过时输出的热能直接或间接地用于加热调整段2的加热。例如考虑具有至少部分相互绝缘的单线束的单芯或多芯导体，例如具有铜份额和/或钢份额的、漆绝缘的多股绞合线。

优选地，至少一个调温和/或加热装置具有至少一个温度检测装置30。所述温度检测装置检测加热装置的和/或待加热表面的温度。将其理解如下，即探测温度，或至少探测实际温度与确定的温度值处于何种关系，例如是否实际温度位于所期望的额定温度之下或之上。用于其定位的适合的位置例如在加热装置的平面载体上或者密封地在座椅套之下。温度检测装置例如是温度传感器、NTC组件、PTC元件或双金属。

优选地，温度监视装置具有至少一个开关装置31，例如断路器，以便根据温度检测装置的测量结果来连接至少一个调温装置、尤其加热装置或至少一个其组成部分，尤其无电压和/或无电流地。开关装置尤其可以是开关或电保险装置。

至少一个开关装置和至少一个温度检测装置也可以组合成一个部件，例如组合成一个恒温器。

优选地，至少一个调温装置和/或加热装置具有至少一个调节装置40，以便调节相应装置的工作功率到期望的功率水平上。为此优选对电压和/或电流量进行配量或调节，所述电压和/或电流量使得相应的装置可用。调节装置可以是控制装置和/或调整装置。

至少一个调温/加热和/冷却装置优选具有至少一个操作装置。所述操作装置对于使用者允许选择相应的装置，使其置于相应的运行中或不运行和/或选择、提高或减小其相应的功率水平。

优选地，调节装置具有至少一个继电器41。所述继电器与调节装置的和/或由其调节的装置的一个或多个导体回路耦合。所述继电器可以给所述导体回路施加电流和/或电压，将所述导体电路从电流和/或电压释断开连接和/或提高或降低所施加的导体回路的数目。

优选地，继电器为此具有两个或更多个信号输出端，或者通过两个开关与各一个加热装置耦合，以便同时切换两个开关和两个加热装置。这对于继电器允许同时将两个与之连接的加热装置从并联电路切换到电串联电路中，只要继电器从温度检测装置获得开关信号。

优选地，继电器41和/或调节装置40至少部分地集成到一个电缆束中，所述电缆束将至少一个加热装置25与电流源连接。优选地，继电器和/或调节装置为此安置在一个足够小的壳体中。优选地，继电器为此布置、优选焊接在电路板PCB(printedCircuitboard)上，优选借助于振动焊接。优选地，电路板尤其设置用于容纳继电器和调节装置。优选地，为此电路板由具有导电线路的稳定载体材料印制。在所述电路板上或在所述电路板处布置继电器。优选地，继电器和/或调节装置集成到用于一个或多个加热装置或调温装置的连接插接器中。优选地，继电器具有小于连接插接器的插接器壳体的大小。

然而，调节装置也可以设置为分离的部件。那么，调节装置例如符合目的地在加热装置的连接插接器和用于供电的车载侧的连接插接器之间开关并且优选借助插接连接与两者连接。

优选地，继电器和/或调节装置至少部分地设有继电器罩，也就是例如以塑料、热胶粘剂、低压铸料和/或橡胶式材料覆盖或嵌入其中。这保护继电器免于腐蚀。优选地，继电器、电路板和/或调节装置至少部分地由编织软管包围，优选以塑料束和/或金属束。这减轻了继电器和/或调节装置的机械负荷。热缩塑性软管尤其具有内在胶粘剂涂层、尤其热胶粘剂可以附加地提供保护免于潮湿和腐蚀。

在第一运行状态中，至少两个电加热装置相互并联地电连接。在此，优选分别涉及靠背的一个加热装置和坐垫的一个加热装置。由此，整个可用的运行电压施加在两个加热装置中的每一个上。由此，两个加热装置以全功率加热并且相应地快速变暖。所述电路适合在冬季在加热装置起动时或者在车辆起动时。但是，当在持续运行中期望高的额定温度时也可以选择所述电路。优选地，继电器在加热装置接通时或者在第一运行状态中施加运行电压，所述运行电压将继电器保持在第一开关位置中。

在功率更弱的第二运行状态——所述运行状态首先适合持续运行——中，两个加热装置相互串联连接。由此，位于两个加热装置中的每一个上的电压均分。对此，两个加热装置的总加热功率又为初始功率的仅仅四分之一。这足够用于将所达到的温度尽可能保持稳定。这不仅在低的环境温度例如-20℃时而且在较高的环境温度例如30℃时是这种情况。如果环境温度对于室温～20℃相对高，则在继电器切换之后，表面温度仅仅略微提高。如果环境温度相对低地在0℃以下，则表面温度在切换实现之后仅仅略微减小。通过这种方式，本发明使得表面温度稳定化，尤其在达到目标温度之后。振荡在此不再出现。由此，在所述电路方案中进一步监视或干预不再必要。因此，这样的电路可以无另外的恒温器或控制或调整装置。

如果温度检测装置检测到一次到达所期望的额定温度，则所述温度检测装置发送开关信号给继电器。紧接着，所述继电器相继串联地电连接至少两个并联地电耦合在其上的加热装置。优选地，温度检测装置的开关信号引起：无电流地连接继电器，或者不再给继电器施加电压。由此，继电器自动转换到无电压的第二开关状态中。在该状态中，继电器持续保留运行时间的剩余部分，直至整个加热***又重新接通或者直至调节装置手动地获得新的额定值。这可以例如通过在不同功率级之间的转换实现。优选地，继电器自身和/或温度检测装置根据开关信号无电压地连接，以便禁止加热装置的另外的自动的开关过程。

特别有利的是如下调温装置22：所述调温装置具有至少两个加热装置25、至少一个用于调节加热装置25的功率的调节装置以及至少一个用于检测至少一个加热装置25的温度的温度检测装置，如果调节装置具有至少一个继电器。特别适宜的是如下继电器：所述继电器为了接收开关信号而与温度检测装置电连接；所述继电器通过开关信号在至少两个不同的开关状态之间可切换；所述继电器在第一开关状态中将至少两个加热装置25相互并联地与电压源连接；所述继电器在第二开关状态中将至少两个加热装置25相互串联地电连接。因为根据本发明的具有继电器的电路和从加热运行中的并联连接到在持续运行中的串联连接的切换允许：将实际温度围绕温度额定值的振荡限制到最大4℃上、优选最大3℃上、符合目的地0℃上，从而不再出现振荡。由此，整个加热装置变得更安全并且在生产准备阶段中的测试耗费显著降低。座椅舒适性通过不变的温度改善。在串联电路中加热元件的持续运行提高安全性，尤其在具有较高的运行电压的***中，例如在公共汽车和具有24V电池的载重货车中，因为显著减小所产生的电流。此外，开关过程的减少也提高加热***的寿命并因此其运行安全性。

优选地，温度检测装置和/或调节装置如此构造，或者其部件如此相互连接，使得在达到额定温度时在任何情况下中断至至少一个加热装置的电流供应。由此，继电器失灵或完全失效自身不会导致调温装置的不受控的加热。因此优选地，温度传感器是恒温器，所述恒温器无电流地连接/可以无电流地连接继电器和/或至少一个加热装置，一旦和只要超过在温度检测装置上的额定温度。通过这种方式，继电器失效的唯一负面作用是振荡的温度曲线。

优选地，至少一个加热装置具有仅仅一个或最大两个导体回路，但是在至少两个或更多个功率级上运行或可运行。因为在串联连接和串联连接之间的切换允许整个***的功率变化，而功率变化无需较大或较小数目的导体回路或各个加热电阻。这降低了***的构造成本和材料成本。

附图标记列表

1车辆

2加热调整段

4套

5垫

22调温装置

25加热装置

27加热电阻

30温度检测装置

31开关装置

40调节装置

41继电器

Claims (4)

1.一种电调温装置(11)，其具有至少两个加热装置(25)、至少一个用于调节所述加热装置(25)的功率的调节装置(40)，以及至少一个用于检测至少一个加热装置(25)的温度的温度检测装置(30)，其特征在于，所述调节装置(40)具有至少一个继电器(41)，

所述继电器为了接收开关信号而与所述温度检测装置(30)电连接；

所述继电器通过所述开关信号能够在至少两个不同的开关状态之间切换；

所述继电器在第一开关状态中将至少两个加热装置(25)与电压源相互并联连接；以及

所述继电器在第二开关状态中将至少两个加热装置(25)相互串联地电连接。

2.一种座椅，其具有至少一个根据权利要求1所述的调温装置(22)的。

3.一种车辆(1)，其具有至少一个根据权利要求1所述的调温装置(22)。

4.一种用于运行至少一个根据权利要求1所述的调温装置(22)的方法。