气候控制装置的制作方法

1.本公开一般涉及气候控制装置，更具体地，涉及一种具有辐射加热器和多孔材料的气候控制装置，所述多孔材料用于释放加热的水蒸气，水蒸气可保持热量并且其密度大于环境空气，以便在上升前充满周围空气的较低部分。


背景技术：

2.现有的机动车辆包括通过空气对流将加热或冷却的空气输送到客舱以在客舱内达到期望温度的暖通空调(hvac)系统。空气对流可能需要相当长的时间才能使乘客感到温暖，因为需要加热客舱内的全部空气才能使乘客感到温暖。hvac系统需要分两个阶段进行热交换以间接温暖乘客，首先通过热交换器加热空气，然后将热量传递给乘客。客舱内的热空气上升，容易渗漏或漏风。此外，空气加热热质量的效率低，因此一旦热对流停止，乘客就不会感到温暖。
3.电动汽车的hvac系统对已经用于推进和多种其他负载的电池组提出了独特要求。尤其是在电动汽车的客舱内达到理想的舒适度，必须与实现电动汽车的行驶里程最大化相协调。
4.因此，虽然现有的hvac系统实现了其预期目的，但仍需要一种新型改进的机动车辆气候控制装置来解决这些问题。


技术实现要素：

5.根据本公开的若干方面，气候控制装置包括用于辐射热量的辐射器。所述气候控制装置还包括附接到所述辐射加热器的多孔材料。响应于所述多孔材料从所述辐射加热器接收热量使多孔材料中的水分子的温度上升到沸点温度阈值，所述多孔材料解吸若干水分子。响应于水分子的温度降低至沸点温度阈值以下，所述多孔材料吸附水分子。
6.一方面，所述辐射加热器是远红外线加热器。
7.另一方面，远红外线加热器是包括电耦合到电源的多条导电线的织物。响应于导电线从电源接收电流，所述导电线产生热量。所述织物还包括与导电线交织的多条绝缘线。
8.另一方面，所述导电线涂覆有所述多孔材料。
9.另一方面，所述绝缘线涂覆有所述多孔材料。
10.另一方面，所述多孔材料选自沸石、硅胶和金属有机框架。
11.另一方面，所述多孔材料是涂覆在导电线和绝缘线中至少一者上的碳基化合物。
12.根据本公开的若干方面，机动车辆包括客舱，客舱具有多个车门表面、多个座套、多个底板和厢顶内衬。所述机动车辆还包括气候控制装置，所述气候控制装置具有电源和连接到车门、座椅、底板和厢顶内衬中的至少一个并且设置在客舱内的辐射加热器。所述辐射加热器与所述电源电连接以接收电流并辐射热量。所述辐射加热器将辐射热直接传递至一名或多名乘客、客舱内表面以及附接在辐射加热器上的多孔材料以释放水分。在所述多孔材料直接从所述辐射加热器接收辐射热的情况下，所述多孔材料解吸若干水分子，并且
在所述多孔材料没有从所述辐射加热器接收热量的情况下，所述多孔材料吸附水分子。
13.一方面，所述辐射加热器是远红外线加热器。
14.另一方面，远红外线加热器是包括电耦合到电源的多条导电线的织物。响应于导电线从电源接收电流，所述导电线产生热量。所述织物还包括与导电线交织的多条绝缘线。
15.另一方面，所述导电线涂覆有所述多孔材料。
16.另一方面，所述绝缘线涂覆有所述多孔材料。
17.另一方面，所述多孔材料选自沸石、硅胶和金属有机框架。
18.另一方面，所述多孔材料是涂覆在导电线和绝缘线中至少一者上的碳基化合物。
19.根据本公开的若干方面，提供了一种操作气候控制装置的方法，用于控制机动车辆的客舱的气候。所述气候控制装置包括电源、辐射加热器、将辐射加热器电连接到电源的控制器以及多孔材料。所述方法包括通过电源向辐射加热器提供电流。所述方法还包括响应于辐射加热器接收来自电源的电流，所述辐射加热器间接地向一名或多名乘客、客舱内的一个或多个表面和多孔材料辐射热量。所述方法还包括响应于多孔材料从辐射加热器接收辐射热，通过所述多孔材料解吸若干水分子。
20.一方面，所述方法还包括响应于水分子的温度降低至沸点温度阈值以下，通过所述多孔材料吸附水分子。
21.另一方面，所述方法还包括利用所述辐射加热器的多条导电线从电源接收电流。所述方法还包括响应于导电线从电源接收电流，所述导电线产生辐射热。
22.另一方面，响应于多孔材料从辐射加热器接收辐射热，涂覆在所述导电线上的多孔材料解吸水分子。
23.另一方面，所述方法还包括响应于多孔材料从辐射加热器接收辐射热，涂覆在所述辐射加热器的多条绝缘线上的多孔材料解吸水分子。
24.另一个方面，所述方法进一步包括：响应于水分子的温度低于沸点温度阈值，涂覆在导电线和绝缘线中至少一者上的多孔材料吸附水分子。
25.从本文提供的描述中，其他适用领域将变得明显。应当理解，描述和具体示例仅用于说明目的，并不旨在限制本公开的范围。
附图说明
26.图1是具有气候控制装置的客舱的机动车辆的示例的透视图。
27.图2是图1所示客舱的透视图，示出了具有集成在面向客舱的一个或多个车门内衬、座套、厢顶内衬和底板内衬中的一个或多个辐射加热器的气候控制装置。
28.图3是图2所示气候控制装置的示意图，示出了气候控制装置还具有电源和控制器，其中一个或多个呈织物的形式的辐射加热器包括与电源电耦合的导电线。
29.图4是图3所示部分织物的放大透视图，示出了织物包括导电线和绝缘线，每根线均由一束丝构成。
30.图5是图4所示其中一根导电线的一根导电丝和一根绝缘线的一根绝缘丝的放大透视图，示出了每根丝均涂有多孔材料用于吸附和解吸客舱内的水分。
31.图6是图5所示多孔材料的一个示例的放大示意图，示出了呈金属有机框架形式的多孔材料。
32.图7是图4所示辐射加热器和多孔材料的另一个示例的放大分解图，示出了由丝与丝分离形式的一整层多孔材料。
33.图8是操作图3所示气候控制装置的方法的一个示例的流程图。
具体实施方式
34.以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开、应用或用途。
35.一种示例性气候控制装置，包括辐射加热器，用于将热量直接辐射到所述辐射加热器范围内的个人和表面。所述气候控制装置进一步包括附接到所述辐射加热器的多孔材料，用于释放加热的水蒸气，水蒸气可以保留热量，其密度大于环境空气，以便在上升前充满周围空气的较低部分。如下文详细描述的，辐射加热器的一个非限制性示例是远红外线加热器，其发射波段大于3μm。然而，辐射加热器的其他非限制性示例可以包括发射波段在1.4μm和3μm之间的中红外线加热器，或发射波段在780nm到1.4μm之间的短波红外线加热器或近红外线加热器。又如下文详细描述的，气候控制装置的一个非限制性示例可以集成在机动车辆内，用于为机动车辆的乘客供暖。所述气候控制装置可以与机动车辆的hvac系统结合使用，也可以作为独立于hvac系统的独立装置使用。并且，所示气候控制装置可以作为独立装置在任何围起来的环境中使用，如建筑物中的房间或户外帐篷或户外环境。在其他非限制性示例中，所述气候控制装置可与建筑物的hvac系统结合使用或在航空航天应用中使用。
36.参见图1和图2，机动车辆100的一个示例包括客舱102和气候控制装置104(图2)，所述气候控制装置104用于通过辐射热和湿气来温暖客舱102内的一名或多名乘客。如图2最佳所示，所述车辆100包括面向客舱102的多个车门表面106、底板表面108、座套110和厢顶内衬112。所述气候控制装置104包括一个或多个辐射加热器114和多孔材料116(图5及图6)，所述辐射加热器和多孔材料集成在车门表面106、底板表面108、座套110、厢顶内衬112或其任何组合内。在其他示例中，所述辐射加热器和多孔材料可以集成在中控台118、侧柱120和仪表板122内。还可以考虑将所述辐射加热器集成在面向客舱的其他表面、限定hvac管道的表面或布置在车辆的其他位置的表面。
37.参见图3，所述气候控制装置104包括电源124。在该示例中，机动车辆100是电动车(ev)或电池电动车(bev)，并且所述电源124是电池126或具有正极端子128和负极端子130的电池组。然而，在其他示例中，机动车辆可以是具有内燃机的内燃机(ice)车辆，电源可以是电池或交流发电机。
38.再次参见图3，所述辐射加热器114与所述电源124电连接，响应于从所述电源124接收电流以接收电流并辐射热量。在该示例中，辐射加热器114是远红外线加热器132或具有大于3μm的发射波段的旁暗阴极加热器。远红外线加热器132可以是具有多条导电线136的织物134的形式，所述导电线136电连接至所述电源124并且响应于导电线136接收来自电源124的电流而产生辐射热。每根导电线136包括负端142，负端142与正极馈线140电耦合，正极馈线140又与所述电源124的正极端子128耦合。每根导电线136还包括正端138，正端138与负极馈线144电耦合，负极馈线144又与所述电源124的负极端子130耦合。在该示例中，所述导电线136彼此平行设置，并且每条导电线136均由一束导电丝146构成(图4)。所述织物134还包括与导电线136交织的多条绝缘线148。所述绝缘线148彼此平行并垂直于所述
导电线136设置，以加固所述导电线136。每根绝缘线均由一束绝缘丝150构成(图4)。然而，任何线材可以包括导电丝和绝缘丝的组合，并且所述线材可以相对于彼此以任何合适的位置布设。此外，一部分绝缘线可以与一部分导电线平行排列。
39.参见图5，所述多孔材料116涂覆在所述辐射加热器114上。响应于所述多孔材料116从所述辐射加热器114接收热量使多孔材料中的水分子的温度升高到沸点温度阈值，所述多孔材料116解吸若干水分子。响应于水分子的温度降低至沸点温度阈值以下，所述多孔材料116吸附水分子。在一个示例中，所述多孔材料116涂覆到每根导电丝146和绝缘丝150上。在其他示例中，所述多孔材料也可以仅涂覆在导电丝上或仅涂覆在绝缘丝上。在又一示例中，所述多孔材料可仅涂覆在线材的外表面上或仅涂覆在织物的外表面上。所述多孔材料116为金属有机框架152(图6)。然而，所述多孔材料也可以是涂覆在导电丝和绝缘丝中至少一者上的沸石、硅胶或碳基化合物。
40.所述气候控制装置104还包括用于将所述辐射加热器114电连接到所述电源124的控制器154或调节器。在一个示例中，所述控制器154可以进一步电连接到hvac系统156，所述hvac系统156具有用于产生空气流的鼓风机158和用于加热空气的热交换器160。操作过程中，当所述控制器154致动hvac系统156以提供对流加热时，所述控制器154可以同时将所述辐射加热器114电连接到所述电源124以直接向客舱内的乘客和多孔材料提供辐射加热。然而，所述控制器154也可以独立于hvac操作将所述辐射加热器114电连接到所述电源。
41.参见图7，辐射加热器214的另一个示例与图4-图6所示的辐射加热器114类似，包括了相同组件，其标识的编号递增100。然而，虽然图4-图6所示的多孔材料116是涂覆在每根导电丝146和每根绝缘丝150上的金属有机框架152，但所述多孔材料216是与所述织物134相邻的单独一层262。
42.参见图8，示出了操作图3所示的气候控制装置104的方法300的一个示例的流程图。所述方法300从302框开始，其中控制器154将辐射加热器114电连接到电源124，以向辐射加热器114提供电流。在一个示例中，响应于乘客操作控制器154以启动hvac系统156来提供对流加热，控制器154可以将辐射加热器114电连接到电源124。在另一个示例中，控制器154可以电连接到专用开关或用户界面，并响应于乘客操作开关或用户界面，将辐射加热器114电连接到电源124。
43.在304框处，所述辐射加热器114响应于辐射加热器114从所述电源124接收电流而辐射热量。在该示例中，响应于所述导电丝146接收来自所述电源124的电流，所述导电线136的每根导电丝146产生辐射热。
44.在306框处，响应于多孔材料116从辐射加热器114接收热量使多孔材料中的水分子的温度升高到沸点温度阈值以上，多孔材料116解吸水分子。在该示例中，响应于多孔材料116从辐射加热器114接收辐射热，涂覆在导电线136上的多孔材料116解吸水分子。
45.在308框处，响应于所述辐射加热器114不接收来自所述电源124的电流，所述辐射加热器114停止辐射热量。乘客可以驱动用户界面或专用开关，使所述控制器控制所述电源停止向所述辐射加热器供应电流。
46.在310框处，所述多孔材料116响应于水分子的温度下降到沸点温度阈值以下而吸附水分子。在该示例中，所述多孔材料116涂覆在导电线136和绝缘线148中的至少一者上。
47.本公开的描述在本质上仅是示例性的，不脱离本公开一般意义的变型均落入本公
开的范围。这些变型不应被视为背离本公开的精神和范围。