本發明涉及取暖裝置，特別涉及一種便攜式自動控溫取暖裝置。

背景技術：

傳統的取暖方法是用熱水袋、電暖袋或電熱寶。但使用此類產品保暖時會因處理不當造成燙傷，這主要是因為上述保暖裝置均為顯熱發熱。材料儲存熱能通常有兩種方式：顯熱和潛熱。顯熱儲存是利用材料的比熱容和材料的溫度變化來進行的；潛熱儲存是利用物質在物態轉變過程中伴隨著能量吸收和釋放而進行的，其中潛熱儲存通常比顯熱儲存具有高得多的儲能密度，因此利用材料的潛熱進行儲能儲熱具有更為廣闊的前景，其中相變材料就是利用這種潛熱儲能來進行儲熱。

目前相變儲能材料已經成為材料科學研究的熱門，實驗室中研制出的新材料層出不窮，但是實現產業化規模生產的卻為數不多，這些新材料普遍存在著原料成本高、制備工藝復雜、使用不便、產品壽命短等缺陷。目前使用的取暖裝置中的相變材料主要是利用鹽的過飽和溶液凝結放熱的原理。飽和溶液是溶液中的溶質的濃度與其可溶質量相等時所形成的溶液；而當溶液中的濃度比其可溶性還要高時，此時的溶液便稱為過飽和溶液。市面上的暖手袋中的液體就是醋酸鈉過飽和溶液，由于過飽和溶液的濃度太高而導致其很不穩定。因此，當對其進行輕微擾動時，便可使溶液結晶，從而放出熱量。這樣的暖手寶中一般會放置一個金屬片，當需要取暖時，輕輕撥動金屬片便可進行使用。當使用完畢之后，可以將其放入沸水中進行加熱，又可重復利用。但是，這種暖手寶在加熱之后會析出有毒物質，因此，安全性有待思考。

同時，現在的取暖裝置普遍為高壓充電，且充電位置在固定場所如家里、工作地點等地，導致使用受限。

由于上述原因，本發明人對現有的取暖裝置進行了研究，以便設計出能夠解決上述問題的一種便攜、安全的取暖裝置。

技術實現要素：

為了解決上述問題，本發明人進行了銳意研究，設計出一種取暖裝置，該取暖裝置采用新型相變材料作為儲能材料，保溫持續時間長，配備低電壓移動電源便于攜帶充電，降低了充電、取暖對地點的依賴性，從而完成本發明。

本發明的目的在于提供以下技術方案：

1、一種便攜式取暖裝置，所述取暖裝置包括供電單元、加熱單元1和溫控系統。

2、根據上述1所述的取暖裝置，其中，

所述供電單元與加熱單元1連接，向加熱單元1提供電能，其包括變壓元件2以及與變壓元件2可拆卸相連的移動電源3，

所述變壓元件2與外部高壓電源相連，通過變壓元件2中的變壓器將外部高電壓轉化為低電壓，和/或

所述移動電源3包括電源殼體和位于電源殼體內部的充電電池，移動電源3可在加熱單元1移動的情況下對加熱單元1供電。

3、根據上述2所述的取暖裝置，其中，所述電源殼體上設有開關元件31和充電指示燈32，所述開關元件31控制移動電源3向加熱單元1的電輸出，所述充電指示燈32顯示移動電源3的工作狀態。

4、根據上述2所述的取暖裝置，其中，所述電源殼體上設置USB接口33，所述USB接口33可與外部設備連接，將移動電源3的電能傳輸至外部設備。

5、根據上述1所述的取暖裝置，其中，所述加熱單元1與移動電源3電連接，其包括保溫外殼11、加熱元件12和儲能元件13，

所述保溫外殼11套設于加熱單元1外，對加熱單元1進行防護和保溫，所述加熱元件12置于保溫外殼11內部，將電能轉化成熱能以向儲能元件13提供熱量，所述儲能元件13為內部封裝保溫材料的袋裝結構，儲能元件13包覆在加熱元件12外，進行熱量的吸收和傳遞。

6、根據上述1所述的取暖裝置，其中，所述加熱單元1中的保溫外殼11、加熱元件12和儲能元件13之間為可拆卸連接，

所述保溫外殼11為具有固定外形的箱式保溫外殼，或外形可變的袋式保溫外殼，保溫外殼11上設有可供其往復開合以取放加熱元件12和儲能元件13的連接件。

7、根據上述1所述的取暖裝置，其中，所述溫控系統包括測溫元件和溫度控制元件，所述測溫元件位于加熱單元1內，以測定加熱單元1內部溫度，并將溫度信號傳送至溫度控制單元，

溫度控制元件位于移動電源3的電源殼體內，其接收測溫元件的溫度信號，并與設定溫度進行比較，控制加熱單元1加熱狀態。

8、根據上述7所述的取暖裝置，其中，所述測溫元件為溫度傳感器，其型號為LM35；

所述溫度控制元件為集成電路板，其包括控溫電路41、加熱電路42和外部設備充電電路43，

其中，控溫電路41控制加熱電路42的導通或斷開，外部設備充電電路43將電壓轉換后電輸出至USB接口33以對外部設備充電。

9、根據上述8所述的取暖裝置，其中，

在控溫電路41中，經變壓元件2轉化后的低壓電源與測溫元件相連，測溫元件的信號輸出端與比較器的正極輸入端相連；電位器與比較器的負極輸入端相連；固態繼電器與比較器的輸出端相連，通過控制固態繼電器的導通或斷開進而控制加熱電路42的導通或斷開。

10、根據上述8所述的取暖裝置，其中，加熱電路42包括兩并聯連接的保護電阻和加熱電阻，保護電阻與充電指示燈32串連，使通過充電指示燈32的電流為低電流，加熱電阻將電能轉化成熱能，

其中，所述保護電阻的阻值為800Ω～1200Ω，所述加熱電阻的阻值為0.5Ω～1.5Ω。

根據本發明提供的一種便攜式取暖裝置，具有以下有益效果：

(1)安全：本發明裝置采用12V輸出電壓，安全可靠，不會產生觸電危險；相變材料熔點低，一般可接觸到的溫度為60℃左右，是人體可適應溫度，更適合人體保暖，即便相變材料漏出也不會燙傷人體，且產品加有測溫裝置，溫度達到60℃，即停止加熱；

(2)保溫時間長：本發明裝置采用長鏈醇類相變材料為保溫材料，儲能較多，散熱慢，可持續很長的保溫時間(常溫下可持續保溫6-7小時)，節約能源，減少充電頻率；

(3)充電快速：本發明裝置采用長鏈醇類相變材料為保溫材料，加熱時間比一般暖手寶所用時間短，加熱速度快，可在很短時間內完成加熱；

(4)方便；本發明裝置除直接充電加熱外，其儲蓄的能量還可以用于蓄電池充電，適合遠途使用，且外觀小巧可愛，包裝美觀大方，攜帶方便。

附圖說明

圖1示出本發明中便攜式取暖裝置結構示意圖；

圖2示出根據本發明一種優選實施方式的變壓元件與外部高壓電源連接示意圖；

圖3示出根據本發明一種優選實施方式的加熱單元結構示意圖；

圖4示出根據本發明另一種優選實施方式的加熱單元結構示意圖；

圖5示出根據本發明一種優選實施方式的溫控系統的電路圖。

附圖標號說明：

1-加熱單元；

11-保溫外殼；

12-加熱元件；

13-儲能元件；

2-變壓元件；

3-移動電源；

31-開關元件；

32-充電指示燈；

33-USB接口；

41-控溫電路；

42-加熱電路；

43-外部設備充電電路。

具體實施方式

下面通過對本發明進行詳細說明，本發明的特點和優點將隨著這些說明而變得更為清楚、明確。

如圖1所示，本發明的目的是提供一種便攜式取暖裝置，該裝置包括供電單元、加熱單元1和溫控系統；

所述供電單元與加熱單元1連接，向加熱單元1提供電能，其包括變壓元件2和與變壓元件2可拆卸相連的移動電源3。

如圖1和圖2所示，所述變壓元件2與外部高壓電源相連，通過變壓元件2中的變壓器將外部高電壓轉化為低電壓。所述外部高電壓普遍為220V，轉化后的低電壓為12V，其直接向移動電源3供電。轉化后的低電壓遠小于人的安全電壓36V，降低了發生觸電的可能性。

進一步地，變壓元件2中設有橋式整流器，橋式整流器通過兩兩對接的四個二極管將通過變壓元件2的交流電轉變為直流電。

本發明中，移動電源3包括電源殼體和位于電源殼體內部的充電電池，移動電源3可在加熱單元1移動的情況下對加熱單元1供電。電源殼體上設有開關元件31和充電指示燈32，所述開關元件31控制移動電源3向加熱單元1的電輸出，所述充電指示燈32顯示移動電源3的工作狀態。本發明中，對充電電池的種類不做限定，滿足使用要求即可。

進一步地，電源殼體上設置USB接口33，所述USB接口33可與外部設備連接，將移動電源3的電能傳輸至外部設備，用于蓄電池的充電，如連接手機后對手機電池充電。

本發明中，加熱單元1與移動電源3電連接。所述加熱單元1包括保溫外殼11、加熱元件12和儲能元件13。所述保溫外殼11套設于加熱單元1外，對加熱單元1進行防護和保溫，其具備導熱性小、耐高溫、重量輕的特點。所述加熱元件12置于保溫外殼11內部，將電能轉化成熱能以向儲能元件13提供熱量。所述儲能元件13為內部封裝保溫材料的袋裝結構，儲能元件13包覆在加熱元件12外，用于熱量的吸收和傳遞。其中，所述保溫材料為相變材料，優選為長鏈醇類相變材料。長鏈醇類相變材料熔點低，相變溫度為60℃左右，是人體可適應溫度，更適合人體保暖，即便相變材料漏出也不會燙傷人體。

在一種優選的實施方式中，加熱單元1中保溫外殼11、加熱元件12和儲能元件13之間為可拆卸連接，便于各元件的更換或取放。加熱完成后，可將加熱元件12取出，直接通過帶有保溫外殼11的儲能元件13取暖；或者將儲能元件13取出，直接或外套其它袋體后進行取暖。

在進一步優選的實施方式中，所述保溫外殼11為具有固定外形的箱式保溫外殼，或外形可變的袋式保溫外殼。保溫外殼11上設有可供其往復開合的連接件，如保溫外殼11為高分子纖維材料的保溫袋時，連接件可為拉鏈或紐扣。

如圖3所示，所述加熱元件12為一個或多個內部纏繞有電阻絲的加熱片，儲能元件13與加熱元件12呈層狀間隔排列。

如圖4所示，儲能元件13的尺寸較加熱元件12大，加熱元件12插入儲能元件13折疊而成的層狀結構中，以增大加熱元件12與儲能元件13的接觸面積。

本發明中，溫控系統包括測溫元件和溫度控制元件，所述測溫元件位于加熱單元1內，以測定加熱單元1內部溫度，并將溫度信號傳送至溫度控制單元。優選地，所述測溫元件為溫度傳感器，優選為LM35溫度傳感器。

溫度控制元件位于移動電源3的電源殼體內，其接收測溫元件的溫度信號，并與設定溫度進行比較，控制加熱單元1加熱狀態。

如圖5所示，所述溫度控制元件為集成電路板，其包括控溫電路41、加熱電路42和外部設備充電電路43，其中，控溫電路41控制加熱電路42的導通或斷開，外部設備充電電路43將電壓轉換后電輸出至USB接口33以對外部設備充電。

在控溫電路41中，經變壓元件2轉化后的低壓電源(如12V)與測溫元件(如LM35溫度傳感器)的1腳和3腳相連。測溫元件的信號輸出端(2腳)與比較器的正極輸入端相連，以將測溫元件的溫度信號傳輸至比較器的正極輸入端；比較器的負極輸入端與電位器R2連接，通過電位器R2改變負極輸入端的電位，即通過電位器R2改變加熱溫度閾值；比較器的輸出端與固態繼電器(SSR)相連，以控制其導通或斷開。當比較器的正極輸入端的電壓高于負極輸入端的電壓時，比較器的輸出端輸出高電平，固態繼電器導通，可向加熱電路42供電啟動加熱；當比較器的正極輸入端的電壓低于負極輸入端的電壓時，輸出低電平，固態繼電器斷開，停止向加熱電路42供電。優選地，所述比較器的型號為LM393。

優選地，經變壓元件2轉化后的低壓電源與穩壓元件相連，所述穩壓元件包括穩壓電阻R1和穩壓二極管，用于穩定控溫電路41中的電壓。優選地，所述穩壓二極管的型號為ICL8069，穩壓電阻R1為阻值較大的電阻，優選其電阻為400Ω～600Ω。

所述加熱電路42的電輸入端與經變壓元件2轉化后的低壓電源的正極相連，電輸出端經固態繼電器與低壓電源的負極相連。加熱電路42包括兩并聯連接的保護電阻R3和加熱電阻R4，其中，保護電阻R3與充電指示燈32(如LED燈)串連，使通過充電指示燈32的電流為低電流。加熱電阻R4將電能轉化成熱能，用于產生熱量。所述保護電阻R3為大阻值的電阻，優選其電阻為800Ω～1200Ω。所述加熱電阻R4為小阻值的電阻，優選其阻值為0.5Ω～1.5Ω。

所述外部設備充電電路43上連接有電壓轉換芯片(如7805芯片)，電壓轉換芯片的輸入端(1腳)與低壓電源的正極相連，接地端(2腳)與低壓電源的負極相連，其輸出端(3腳)連接至USB接口33。USB接口33電壓為5V。優選地，所述電壓轉換芯片的型號為7805。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語“上”、“下”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于本發明工作狀態下的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

以上結合了優選的實施方式對本發明進行了說明，不過這些實施方式僅是范例性的，僅起到說明性的作用。在此基礎上，可以對本發明進行多種替換和改進，這些均落入本發明的保護范圍內。