一种个人微气候冷却系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种个人微气候冷却系统，采用吸附制冷原理制成的便携式制冷单元通过管道与通风冷却式降温服装连接，环境空气经微型直流风机引入制冷单元内进行热交换后形成冷气，冷气通过管道进入降温服装内从而对个人微气候环境进行降温排湿。设计的便携式吸附制冷单元主要由吸附器、蒸发器、热交换器、微型直流风机、电源及控制系统组成，体积小、重量轻，均可随身携带，不仅可以减轻系统重量，而且人员没有任何活动范围限制。此外，该微气候冷却系统仅微型直流风机需要电源供应且风机电源属于安全电压，因此，系统能耗极低、可靠性高、安全性好、噪音小、使用和维护十分方便。
【专利说明】
一种个人微气候冷却系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种个人微气候冷却系统，属于个人防护领域。
【背景技术】
[0002]在高温或核生化爆等高危环境下执行相关任务的人员需要穿着一系列个人防护器材来应对此类环境对人体可能造成的伤害，而这些个人防护器材穿着后容易产生热应激，轻度热应激不仅会造成人员心理烦躁、注意力分散以及反应迟钝等，严重的还会造成中暑、昏厥以及死亡等严重后果。由于此类个人防护器材能够将人员与外部高危环境有效隔离，在其内部形成一个相对隔绝的微气候环境，因此对该微气候环境进行冷却成为有效降低热应激的唯一途径。
[0003]目前，微气候环境调节的方法主要有蒸发冷却、相变冷却、冰水循环冷却、通风冷却以及热电效应冷却等五种。其中，通风冷却效果好，其通过空气对流方式强制人体汗液挥发冷却，并能将人体微气候环境内的湿热空气带走，从而起到降温及除湿的目的，冷却效果及舒适性非常好。但是，通风冷却方法面临传统气源冷却设备的体积与重量较大、携带不便等问题。国内通风冷却个人冷却系统中主要采用在制冷上衣内分布微型风扇的方式、具有气流分布功能的制冷服装通过长管与高压气源连接的方式。前者虽然便携性好，但是用于冷却的空气温度与环境温度一样，在高温环境下冷却效果不明显；后者虽然可以采用涡流管制冷原理提供冷气，但是其采用长管连接以及高压气源的方式也严重限制了使用环境和活动范围。
[0004]在我国公开的专利资料中，“可充电式涡流管降温服装”(CN101380146A)采用可充电式直流电源通过导线与微型空气压缩机或气栗连接、涡流管冷端通过气体联结管与双层防气体泄露服装连接，虽然摆脱了复杂笨重的工业用空气压缩机和作业环境限制，但目前可便携的直流微型空气压缩栗与工业压缩机相比在气体压力及气体流量方面相差巨大，压缩气体压力小、流量小都会降低涡流管的制冷效果，而且长时间使用对电池容量要求高，由于市场上并未有该类产品因此实际使用效果还有待验证。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是解决高温环境下或穿着个人防护器材后对人员造成的热应激问题，提供一种通风冷却式个人微气候冷却系统。
[0006]本实用新型采用的技术方案:该系统包括采用吸附制冷原理制成的便携式制冷单元、通风冷却式降温服装14及连接管13，其中，便携式制冷单元包括吸附器1、吸附剂2、绝热管3、阀门4、热交换器5、微型直流风机6、控制线路7、控制器开关8、电池9、风机控制器10、蒸发器11、制冷剂12;吸附器I与蒸发器11通过带阀门4的绝热管3相连并完全密闭，吸附器I与蒸发器11内分别装填吸附制冷工质对的吸附剂2与制冷剂12，吸附剂2为活性炭、活性炭纤维、分子筛、硅胶、氯化钙，或在活性炭、活性炭纤维、分子筛、硅胶、氯化钙中加入石墨、铝粉、PTFE或聚苯胺制成的复合吸附剂；制冷剂12为乙醇、甲醇、水、氨或丙酮;蒸发器11外部包裹一层壳体组成热交换器5，热交换器5壳体上有进气口、出气口，进气口与微型直流风机6的出气口相连，出气口通过连接管13与通风冷却式降温服装14相连;微型直流风机6通过控制线路7与风机控制器10连接，微型直流风机6通过控制器开关8进行开关与调速控制，风机控制器10内装电池9。
[0007]当该系统工作时，环境空气经微型直流风机6引入便携式制冷单元的热交换器5内进行热交换后形成冷气，冷气通过连接管13进入通风冷却式降温服装13内从而对个人微气候环境进行降温排湿。
[0008]便携式制冷单元体积小、重量轻，可随身携带，不仅可以减轻系统重量，而且对使用者没有任何活动范围限制。尤其是制冷单元采用物理或化学吸附原理，整个制冷过程没有任何运动构件及电子器件，且吸附剂可在加热解吸附后反复使用，此外，该微气候冷却系统仅微型直流风机需要电源供应且风机电源属于安全电压，因此，系统能耗极低、可靠性高、安全性好、噪音小、使用和维护十分方便。
[0009]本实用新型的有益效果:该系统具有高效制冷、高寿命、能耗低、重量轻、无污染、噪音小以及维护保养成本低等优点，用于危化品事故中救援人员的热应激防护。
【附图说明】
[0010]图1个人微气候冷却系统结构示意图
[0011]图中:1.吸附器，2.吸附剂，3.绝热管，4.阀门，5.热交换器，6.微型直流风机，7.控制线路，8.控制器开关，9.电池，10.风机控制器，11.蒸发器，12.制冷剂，13.连接管，14.通风冷却式降温服装。
【具体实施方式】
[0012]以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步描述。
[0013]参见图1，本实用新型明的技术方案为:吸附器I与蒸发器11通过带阀门4的绝热管3连接在一起并完全密闭，吸附器I与蒸发器11采用金属材料制成，吸附器I与蒸发器内11分别装填吸附制冷工质对的吸附剂2与制冷剂12，蒸发器11固定在热交换器5内并与热交换器壳体留有一定间隙，蒸发器11外有金属翅片结构以增强换热效果，热交换器5外壳涂覆有隔热保温层以减少热交换器5与外部空气的热交换，热交换器5的进风口、出风口分别与微型直流风机6的出风口、柔性连接管13相连，其中连接管13可与普通的通风冷却式降温服装14匹配连接，微型直流风机6通过控制线路7与风机控制器10连接，微型直流风机可通过控制器开关8进行开关与调速控制，风机控制器10内装电池9。该个人微气候冷却系统可固定于腰带上或通过专用装置固定于腰间。
[0014]工作过程:打开阀门4使吸附器I与蒸发器11相通，吸附剂2开始吸附制冷剂12蒸汽，蒸汽压的下降使得制冷剂12继续挥发带走大量热量，从而蒸发器11的温度不断下降;打开风机控制器开关8，微型直流风机6将高温环境空气引入热交换器5内与低温的蒸发器11进行热交换后形成冷气，冷气在风机6的作用下通过连接管13进入通风冷却式降温服装14内，通风冷却式降温服装14通过其内部结构使冷气吹向人体主要散热和出汗部位，从而达到对人体微气候环境的冷却和除湿。当冷气温度过低时可通过调小阀门4开启量来减缓吸附速度的方式使冷气温度适当上升;温度越高的环境空气通过热交换器时越容易加快蒸发器11内制冷剂12的挥发速度，从而能够实现系统制冷功率的自动调整，具有极大的便捷性。
[0015]再生过程:当吸附剂2吸附饱和后，打开阀门4与微型直流风机6，对吸附器I进行加热使其内部的吸附剂2开始进行解吸附，解吸出来的制冷剂12蒸汽进入室温的蒸发器11内，在微型直流风机6的作用下制冷剂12蒸汽开始不断凝结，直至达到完全解吸附状态后关闭阀门4与微型直流风机6，待吸附器I温度恢复常温后即可进行下一次工作。
【主权项】
1.一种个人微气候冷却系统，其特征在于:该微气候冷却系统包括采用吸附制冷原理制成的便携式制冷单元、通风冷却式降温服装(14)及连接管(13)，其中，便携式制冷单元包括吸附器(1)、吸附剂(2)、绝热管(3)、阀门(4)、热交换器(5)、微型直流风机(6)、控制线路(7)、控制器开关(8)、电池(9)、风机控制器(10)、蒸发器(11)、制冷剂(12);吸附器(I)与蒸发器(11)通过带阀门(4)的绝热管(3)相连并完全密闭，吸附器(I)与蒸发器(11)内分别装填吸附制冷工质对的吸附剂(2)与制冷剂(12)，蒸发器(11)外部包裹一层壳体组成热交换器(5)，热交换器(5)壳体上有进气口、出气口，进气口与微型直流风机(6)的出气口相连，出气口通过连接管(13)与通风冷却式降温服装(14)相连;微型直流风机(6)通过控制线路(7)与风机控制器(10)连接，微型直流风机(6)通过控制器开关(8)进行开关与调速控制，风机控制器(10)内装电池(9); 环境空气经微型直流风机(6)引入制冷单元的热交换器(5)内进行热交换后形成冷气，冷气通过连接管(13)进入通风冷却式降温服装(13)内从而对个人微气候环境进行降温排湿； 吸附剂(2)为活性炭、活性炭纤维、分子筛、硅胶、氯化钙，或在活性炭、活性炭纤维、分子筛、硅胶或氯化钙中加入石墨、铝粉、PTFE或聚苯胺制成的复合吸附剂；制冷剂(12)为乙醇、甲醇、水、氨或丙酮； 微型直流风机(6)采用人体安全电压的电源供电。
【文档编号】F25B17/00GK205641666SQ201620325313
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】毛雷武, 皇甫喜乐, 李凯, 黄强, 叶平伟, 王得印, 王立莹
【申请人】浙安消防科技有限公司, 中国人民解放军63971部队