[实用新型]床用冷暖装置

说明书

本实用新型涉及一种利用小流量液体直接传导的热交换方式，实现在局部范围调节人体周围及人体表面温度的床用冷暖装置。

调节寒冬或盛暑人们睡眠时周围环境温度，一般采用空调设备对居室温度实现全部空间调节，这种温度调节设备，费用贵，能耗大，难于普及推广，近年来也出现一些以缩小人体周围温度调节空间，甚至局限于床、垫的温度控制，以达到既能调节人体环境温度，又能节能、减少空调设备费用。与本实用新型比较接近的一种床用冷暖装置，采用从供冷（或供热）系统中取得循环水或蒸汽，通过装有热交换盘管的“空调块”（该“空调块”安装在床下方与床垫形成一个空间），向床、垫吸热或供热，以达到使床、垫降温或升温的目的。这种温度调节装置采用自然对流的传热方式，通过“空调块”中的交换盘管向由“空调块”与床的底部形成的空间吸热或供热。由于空气是热的不良导体，在自然对流条件下，传热系数是相当低的，而且温差又小，用这种方式向床、垫供冷（或供热），其作用十分有限，难以实际应用。

本实用新型旨在克服采用自然对流传热系数低的上述装置的严重缺陷，提出一种采用直接热传导方式，传热效率高，结构简单的床用冷暖装置。

本实用新型主要由具有热交换功能的冷源（或热源）和睡垫组成，其特征是睡垫由两层橡胶布缝合（粘合）或一种塑料（复合）膜粘合或直接加工模制而成，层间形成循环水通道，並设有循环水进出口，循环水通道的截面积为0.1－20平方厘米，循环水通道的总投影面积是睡垫面积的30－95％，其作用是在充水时能支持人体的重量，保持水流畅並与躺卧的人体进行热交换，提供或移走热量，实现直接的热传导作用。睡垫可以直接铺设在一般床或床垫上。由于采用直接的热传导方式，因此传热系数大，冷暖调节效果显著，而且价格低，经济实用，适合于一般家庭使用。

本实用新型的详细技术内容结合实施例及其附图给以说明。

图1为实施例整体结构示意图。

图2为实施例睡垫示意图。

本实施例包括睡垫（1）和冷源（2）。睡垫由两层橡胶布缝合（或粘合）而成（如图2所示），层间形成循环水通道（10），通道的截面为5平方厘米，总投影面积是睡垫面积的90％，以满足流体的动、静力学参数，保持5－30升／小时的流量和支撑人体的重量。采用缝合工艺时，缝合处的针脚空隙（11）用胶封死，保证水通道（10）的形成，睡垫的循环水通道设有循环水进出口（9、8），以便循环水从通道进出，进行良好的热交换。睡垫（1）的循环水出口（8）经过节流阀（7）、放气阀（6）、循环泵（5）、接口（4）、换热器（3）接到冷（热）源。采用这种结构的热交换睡垫，可将躺卧其上与睡垫紧贴的人体表面的热量以直接热传导方式有效地移走，或有效地向被褥提供热量（如果采用热源的话）。它可以直接铺设在一般床或垫褥上，如棉、海绵或弹簧——席梦思床垫。为了减少热量或冷量的损失，也可以紧贴睡垫下面加铺一层保温性能好的毯或垫褥，在睡垫上面再铺上普通床单或凉席等，必要时也可加一层薄的垫、毯，使冷（热）的感觉缓和，並增加舒适感。换热器为板式换热器（如图1中（3）所示），由热导率较高的铝块等金属材料加工而成，表面平整，便于和冷源紧贴，内部加工成具有25－75平方厘米内管壁面积的循环水道，通过循环水道与外部冷（热）源进行热交换。这种结构的换热器，传热系数较高，K值可达二百以上。采用与冷源或热源直接紧贴接触的热传导方式，将其直接紧贴或插入冷（或热）源中。冷源可利用：1.以独立的与本装置配套使用的小型家用制冷机（冰箱）机芯作冷源，例如价格低廉的吸收式冰箱机芯等，也可采用半导体热电堆制冷；2.夏季自来水温度在20－25℃的场所，可直接采用自来水源，此时可以省去专用冷源及循环水泵、换热器等，只需适当控制水的流量；3.普通家用冰箱的制冷潜力，从冷冻室的蒸发器壁获取冷量；4.也可以把换热器插入盛有冰水混合物的保温容器或其它冷源中。由于紧贴或直接插入低温冷源热交换，传热效率较高，並且温差较大，故只需较小的热交换面积即可满足供冷的要求。用作供热时，可将换热器直接插入或紧贴热源，以取得热量，道理同冷源传导方式相同。当采用半导体热电堆制冷时，只需改变电源极性即可达到供热的目的，而且电耗较省。循环水泵可选用最大流量30升／小时，压强可达3米水柱的微型泵，如离心式、膜式或胶管泵放气阀（6）起排放空气免除气阻並作循环缓冲用。本实施例在睡垫出口处设置了一个节流阀（7），以调节系统的流量和建立相应的静压头，调节热交换量和维持睡垫对人体的支撑力。整个装置各部件可用聚乙烯或其它适当的软管连接。如要求实现温度自控，可在循环水经睡垫后的出口端设置温度敏感元件和通过执行机构调节泵的流量，以实现温度自控。