基于相变材料与微型通风风扇的新型个体混合冷却服在温热环境下的制冷效果研究

韦帆汝, 王发明,2

(1.苏州大学 纺织与服装工程学院, 江苏 苏州 215021；2.现代丝绸国家工程实验室, 江苏 苏州 215123)



基于相变材料与微型通风风扇的新型个体混合冷却服在温热环境下的制冷效果研究

韦帆汝1, 王发明1,2

(1.苏州大学 纺织与服装工程学院, 江苏 苏州 215021；2.现代丝绸国家工程实验室, 江苏 苏州 215123)

摘要:采用暖体假人研究了一种基于由相变材料和微型通风风扇的混合冷却服在温热环境(温度(30±0.5) ℃,相对湿度47%±5%,风速(0.4±0.1) m/s)下的制冷效果。混合冷却服制冷效果的评价参数主要包括总热阻、总湿阻、热损耗和制冷功率,实验方案包括Fan-off(通风关闭且移除相变材料)、Fan-on(通风开启但相变材料移除)、PCM+Fan-off(通风关闭但内置固态相变材料)和PCM+Fan-on(通风开启且内置固态相变材料)4种。假人出汗方式采用不出汗(干态测试)和出汗(湿态测试)2种。研究结果表明,开启风扇显著降低了冷却服的总热阻和总湿阻；在Fan-on和PCM+Fan-on两种工况下,冷却服的总热损耗((332.0±3.6) W/m2和(332.0±6.6) W/m2)均显著高于其在Fan-off工况下的总热损耗((166.7±0.5) W/m2)；在干态测试条件下,该混合冷却服的干热损耗主要由相变材料提供,在PCM+Fan-off和PCM+Fan-on两种工况下,冷却服的平均制冷功率分别为62.8 W和63.9 W,制冷持续时间分别是8 min和110 min；在湿态测试条件下,该新型混合冷却服的热损耗主要由微型风扇组提供,在Fan-on和PCM+Fan-on两种工况下的湿热损耗分别占总热损耗的84.4%±1.2%和83.1%±1.4%。

关键词:个体混合冷却服; 热应激; 相变材料; 通风风扇; 暖体假人; 制冷功率

人体长期暴露在热应激环境下会导致体温上升、工作效率下降,继而出现体温过高、热痉挛、中暑等热疾病,最终可能会导致个体死亡[1]。……