回收人体模型用于研究在温暖环境（温度（30±0.5）°C，相对湿度为0°的相对湿度下，由相变材料和微通风扇组成的冷却组合。47％±5％，风速（0.4±0.1）m / s）冷却效果。估混合冷却组合冷却效果的参数主要包括总热阻，总耐湿性，热损失和冷却功率，实验方案包括冷却效果的去激活。风（材料提取和相变），通风激活（通风激活但相变）。料去除），PCM +扇形（非通风但集成固相变材料）和PCM +扇形（通风和集成固相变材料）。体模型使用两种类型的排汗（干燥测试）和排汗（湿测试）。果表明，开口风扇显着降低了冷却套管的总热阻和总防潮性能;在Fan-on和PCM + Fan-on条件下（（332.0±3.6）W / M2和（332.0±6.6）W / m2）冷却组合的总热损失明显大于它们的失活条件下的总热损失（166.7±0.5）W / m2）;在干燥试验条件下，冷却组合干热损失主要来自相变材料：在PCM + Fan-off和PcM + Fan-on条件下，平均冷却功率冷却组合分别为62.8W和63.9W，冷却时间为8分钟。110分钟;在潮湿试验条件下，新型混合冷却组合的热损失主要由微扇组提供，湿热损失占风扇条件下总热损失的84.4％。-on和PCM + Fan-on。％±1.2％和83.1％±1.4％。键词：单个冷却组合，热应力，相变材料，鼓风机，热体吸盘，冷却功率中图号：TS941.17文档代码：A文章编号：1001-7003（2016）03 - 0001-08参考页：031101长时间暴露在人体内的热应激会导致体温升高，工作效率下降，其次是体温过高，热情高涨，中暑和其他与热有关的疾病可能最终导致死亡。年来，高温环境下工人的热应激问题一直是人们关注的焦点：如何采取有效措施缓解个体热应激，有效保护工人生命安全已成为国内外研究人员的研究问题。应力的主要物理参数是：环境温度，环境湿度，风速，辐射，工作强度和衣服。此，减少个体热应力的方法应该通过调整这六个参数中的一个或多个来开始。热应力的六个参数中，工作环境的适应性和个体的工作强度是困难和不现实的，因此它是减轻热应激最方便和最现实的解决方案。人通过调整个人穿的衣服。立冷却系统（PCS）是在热环境条件下减轻个人热应力的最有效方法之一，包括管道空气冷却，管道液体冷却，相变和风扇冷却。道中的空气冷却是将预冷却的压缩空气引入衣服中的管网，冷却空气通过气阀循环的手段，以及通过对流和传导促进单独冷却。前的研究表明，气夹套有防护服可以有效缓解人体的热应激，但由于它们太笨重，它们可以减少工人的工作时间。道冷却剂是管道网络，其将冷却剂运送到植入的衣服中。却剂通过水泵连续循环。过传导和对流散热的冷却方法被提供给个人。关研究表明，管道冷却背心穿在防护服上，可以改善个人生理指标。而，由于诸如管道中的液体的冷却时间和难以确定冷却剂温度的因素，主观热舒适性波动。于大多数上述冷却组合必须提供连续的外部电源，并且具有以下缺陷：便携性差和价格高，因此建议开发相对便宜且高效的冷却组合。高温下工作。要目前的研究目标。变材料（PCM）是潜热高能储存材料，当它们经历相变时吸收或释放大量能量，但温度几乎恒定。变材料有四个相变，即“固 - 液，液 - 气，固 - 气和固 - 固”，其中“固 - 液”相变提供了存储密度能量相对较高，更实用。一平用相变材料开发的医用冷却组合具有良好的冷却效果，可显着提高人体的热舒适性。Amgrimson及其同事研究了穿着冷却夹克对运动员在炎热，潮湿环境中长跑的影响，并表明它们显着抑制了温度升高。体和心率，以及提高运动员的运动表现。Gao等人发现，相变冷却背心可以提高办公室工作人员的热舒适度，并且比使用空调更节能环保。风服装将微型呼吸机整合到衣服中，通过不断地将环境空气吸入衣服，身体表面蒸发并散发热量，冷却人体。菊霞设计制造了一套智能通风空调组合，对人体具有更好的局部降温效果，提高了人体的整体热舒适度。延章等人开发的通风结合，有效降低了人体皮肤在温暖环境中的温度。传热的观点来看，不同的冷却方法允许通过不同的方式去除人体的表面热量。用单一冷却方法的冷却装置的冷却效果具有显着的限制。常，单一冷却模式不能进一步使用。不断变化的环境中充分利用其最佳冷却效果。如，通风服在干燥，温暖的环境中对人体具有最佳的冷却效果，而它们在炎热，潮湿的环境中的冷却效果差。干热环境相比，相变服装在炎热和潮湿的环境中具有更好的冷却效果，因此有必要开发适合于散热环境中的冷却效果的冷却套装。热。两种或更多种制冷方法与衣服相结合的混合冷却的组合是最有效的方法之一。这项研究中，开发了一种由相变材料和微通风扇组成的便携式单独冷却的新组合。水变暖人体模型用于研究在温暖环境中的个体冷却的新组合（Ta = 30℃，相对湿度=冷却效果小于47％）。外，本研究将分析和计算新型混合冷却套装时加热假人的总热损失，干热损失，湿热损失和冷却功率，以及如何正确设计和使用单独混合冷却的组合，以减少热应力。改善人体舒适度提供科学指导和技术基础。索方法为了获得最佳的冷却效果，在设计单个冷却套装时应考虑以下因素：首先，风扇的进气口必须与车身保持一定距离人和远离空气出口（保证通风管道）。道区足够大以改善汗液的蒸发。其次，相变材料必须很好地粘附在人体的各个部位，不能放得太强。必要提供通风管道。此，在本研究中，采用了服装的顶部和底部，并且所述弹性条带的分割结构顶端的尺寸和裤子的大小混合的冷却衣服确保服装与人体紧密接触，从而确保上衣和下衣的单向空气流通。件夹克的面料是斜纹涤纶和棉质半透气，上面是一件长袖的特殊夹克。部和裤子与4个微型风扇和24个相变材料相关联。个上部微型风扇集成在后部的腰部，裤子的两个微型风扇分别集成在大腿的左侧和右侧缝合线中。电扇的直径为10厘米，最大通风量为12升/秒。
子由6件相同的材料组成。个单独的口袋，用于一包相变材料袋。却套装的类型和相变材料袋的分布如图1所示.5厘米通道预留给服装的前中心线和后中心线，以便于通风。变材料块之间的间隙为2厘米，以便于衣服中的空气。环，所有微型风扇与可调节稳压电源（DX3005DS型，广东东莞大兴公司）并联。本研究中，调节电源电压设定为6.0V。变材料的主要成分是Na 2 SO 4 .10H 2 O，其熔化温度和潜热为21℃。别为14 J / g。
变材料每包的规格为7.0 cm×13.2 cm，24种相变材料的总质量为86 g×24 = 2064 g，潜热为297 ，2kJ，各混合冷却衣服的总质量为3589g。常，人体穿着组合，必须同时穿内衣。研究采用的敷料方法如下：涤纶内衣吸湿排汗和棉质内衣穿着内层和各个冷却衣服承载在外层上。个组合冷却套装的尺寸根据发汗的出汗身体假人的形状而定制，每个部件的具体尺寸如表1所示。汗变暖的人体模型和环境条件使用34段“Newton”汗液人体模型（Thermetrics，USA）测试试验，总面积为1，697m 2。身汗水人体模型配备了一个合身的聚酯皮肤“皮肤”，用于模拟人体的出汗状态和衣服的防潮性。体假人可以使用ThermDAC软件（Thermetrics，USA）实时记录每个模型段的表面温度和热流。本研究中，蒸腾升温人体模型采用虚拟表面温度恒定模式，表面温度设定为34.0℃。验实验分为三部分：耐热性试验冷却套管，湿冷套管电阻测试和冷却套管冷却性能测试。有测试均在人工气候室中进行。个散热服的耐热性测试严格按照国际标准ISO 15831-2004“假性服装的耐热性，用于加温服装的生理效应”，测试环境的温度设定在（20±0.5）℃，冷库安装相对湿度（50±5）％，风速为（0.4±0.1）m / s;各个冷却套装的防潮性能测试符合国际标准ASTMF2370-10“使用汗湿人体模型测试衣服防潮性的标准测试方法，测试环境温度为（34±0.5）°C，相对湿度为（40±5）％，风速为（0.4±0.1）m / s将单个冷却组合的冷却性能实验分为干燥实验。态实验和湿态实验的实验条件相同，温度试验为（30±0.5）°C，相对湿度为（47±5）％，大气压为2 kPa，风速为（0，4±0，1） ）m / s测试方法和测试程序我们选择了四种操作条件：组合冷却风扇关闭通风并移除相变材料（风扇关闭，对照组），通风被激活，但相变材料被移除。合冷却（风扇式）;冷却组合（mPCM + Fan-off），具有完全熔化和通风的相变材料，混合冷却组合，带有空气开口和集成的完全熔化的相变材料（mPCM + On）。合冷却组合的冷却性能的特征在于测量穿着组合冷却套装的假人的总热损失，干热损失，湿热损失和冷却功率。这部分实验中，还选择了四种工作条件：冷却组合，封闭通风和移除相变材料（风扇关闭，对照组），冷却装置带通风口但去除材料相变（扇形）;冷却组合（PCM + Fan-off），集成固相变材料和混合组合（PCM + Fan-on），带有开放式集成通风固相变材料。该研究中，在上述四个条件下进行干和湿试验。实验前将相变材料在5℃下固化至少12小时。冷却套装的耐热性测试和干燥冷却效果期间，假人不会磨损织物的“皮肤”，进行干燥测试并且人体模型不会出汗。测试冷却套装的冷却效果以及冷却和湿冷却效果时，人体模型会磨损织物的“皮肤”并进行湿润测试。汗量设定为1200ml / h·m-2，以确保试验期间组织的“皮肤”。“这是完全湿润，并提供给虚设的水的温度调节到34.0℃。面温度和每个段是由软件ThermDAC记录的实时热通量模型数据采集频率为1分钟，稳态实验时间至少为60分钟在每个运行条件下重复测量3次，并将测量的热流误差设置为如果大于10％，重复实验直至满足所需条件。过SPSS 17.0软件分析计算公式的统计数据单向ANOVA为用于确定四种中各个混合冷却组合的总热阻和总耐湿性之间是否存在显着差异条件和匹配的样品T-测试用于确定相变材料和微型风扇的存在或不存在。者）如果这显着影响混合冷却组合的热损失和冷却功率。计分析的显着性水平设定为p <0.05。果和讨论2.1总热阻和混合冷却的组合。以下四种情况的总耐湿性：范禁用，启用范，MPCM +风扇和MPCM +激活空气，总热冷却的混合组合的电阻总湿强度值显示在图2中。图2中可以看出，在混合冷却组合中存在或不存在完全熔融相变材料不会显着影响服装的总热阻和总防潮性。合冷却组合在mPCM + Fan-off和Fan-off条件下的总热阻为0.17 m2·°C / W，而风扇式风扇大大降低了热阻。合冷却组合的总和。且总耐水性（p <0.01）。主要是由于，微风扇的开口改善空气的对流在混合冷却的组合的事实，促进了从假人体散热，最终导致总热阻的显著降低和在两种工作条件下衣服对水分的总阻力。个混合冷却组合的总热损失和冷却功率如图3（a）所示，表示在温暖环境（T2 = 30°C，相对湿度）下各个混合冷却组合的总热损失。= 47％）。3（a）显示风扇启动显着影响人体模型的总热损失。扇启动条件下冷却组合的热损失明显大于风扇启动条件下的热损失（热损失为（332.0±3.6）） （166.7±0.5）W / m2，两者之间的热损失差异为165.3 W / m2）。PCM + Fan-on和PCM + Fan-off条件下，混合冷却组合在第一个24分钟测试期间的热损失明显大于风扇条件下的总热损失激活和停用。主要是由于该相变材料吸收在相变过程中产生大量的所述主体的所述伪表面的热量，从而使虚设的总热损失增加显著的事实。相变过程接近结束时，PCM + Fan-on和Fan-on条件下的冷却组合的热损失差异逐渐减小，直到最终消失。似地，在PCM相位变化过程结束时，PCM +扇形截止和扇形截止条件下冷却组合的总热损失没有显着差异。3（b）显示了在线通风条件下的单个混合冷却组合的冷却功率，PCM +通风关闭和PCM +通风换气。Fan-on和PCM + Fan-on条件下（分别为（280.0±6.8）w和（263.1±12.0）w），混合冷却组合的冷却功率明显更高在PCM + Fan-off的条件下。率（4.2±8.9）W），表示冷却组合的冷却效果主要由微型风扇组提供。Chinavere及其同事的研究表明，通风组合可以持续稳定地冷却身体并减少热应激。过比较Fan-on和PCM + Fan-on条件下混合冷却组合的冷却功率，可以得出结论，在最初的24分钟测试期间，冷却套管的冷却功率PCM + Fan-on是相变材料和微型风扇组相互作用的结果。过24分钟的经验后，由于PCM相变的结束，相变材料从人体模型的表面显着减少，这不能提供PCM的冷却能力。风扇开启状态下，单独冷却和冷却功率的组合。着差异。一发现与ZHAO和其他研究的结果一致：虽然相变材料增加了服装的总防潮性，但相变夹套本身的外屏蔽具有高耐湿性;冷却效果组合冷却组合的干热损失和干冷却功率（干燥实验）各个冷却组合的干热损失示于图3中。4（a）。
较图图3与图3相同。图4（a）所示，发现组合冷却组合在温暖环境（Ta = 30℃，相对湿度= 47％）中的干热损失占总热损失的一小部分。Fan Off，Fan On，PCM + Fan Off和PCM + Fan On条件下制冷套管的干热损失分别为15.2％±1.7％，15.6％±0.2％和总热量损失的18.1％。±0.3％和16.9％±0.4％。际上，环境温度和人体模型的表面温度之间的温差很低，因此干热损失很低。最初的40分钟测试期间，由于相变过程中的相变材料，冷却套管的干热损失更大。外，直接排气和PCM +直接失活条件下各个混合冷却组合的干热损失在实验144分钟后没有显着差异，表明相变时间相变材料持续约144分钟。干燥的实验条件下，混合冷却组合的干冷却功率如图4（b）所示。
据ASTM标准F2371-10“用于测试使用Walt热汗的单个冷却系统中的热耗散率的标准测试方法”，可以仅使用大于50W的冷却功率。
于计算各个冷却系统的冷却速度和冷却。续时间在混合冷却组合的PCM +扇形关闭条件下，由于只有相变材料提供制冷，因此可以得出结论，制冷套装的平均冷却功率为62.8在温暖的环境条件下（Ta = 30°C，相对湿度= 47％）。W，冷却时间为8分钟。PCM + Fan-on条件下，混合冷却组合的平均冷却功率为63.9 W，冷却时间为110 min。合冷却组合的湿热损失和湿冷却功率（湿试验）与冷却组合的湿热损失相结合（即蒸发），如图1所示。5（a）。炎热的环境条件（TA =（30±0.5）℃，相对湿度= 47％±5％），室温和人体模型表面温度之间的温度差低，压力差蒸汽很重要。要功能是蒸发散热，蒸发散热代表总热量损失（即风扇关闭，风扇开启，PCM冷却组合的散热散热） +风扇和PCM +风扇激活）。散热率分别为85.0％±2.5％，84.4％±1.2％，81.9％±1.3％和83.1％±1.4％ 。搜索和其他人显示，在测试环境中的Ta = 34℃，相对湿度= 60％，VA = 0.4米/秒时，由于人体模型的躯干的蒸发热损失通风时，增加205％。上结果基本上是一致的。5（b）显示了混合冷却组合在30℃的测试环境中的湿冷却功率。合冷却组合在PCM +扇形关闭条件下的湿冷却功率，风扇开启和PCM +风扇开启分别为（-5.2±10.8）W，（234.5±9.5）W和（213.4±17.8）W。变材料具有相对短的相变，并且一旦相变完成，完全熔融的相变材料增加了混合冷却组合的蒸汽渗透性。关闭状态下，平均湿冷却功率为负（即-5.23w）。冷却功率再次证实，当PCM材料的相变过程终止时，液体PCM的存在抑制了冷却组合的整体蒸发散热。Conclusion Cette étude a mis au point une nouvelle combinaison de refroidissement individuelle et portable basée sur un matériau à changement de phase et un ventilateur de micro-ventilation.Le mannequin de réchauffement en transpiration a été utilisé pour étudier les performances de refroidissement de la combinaison de refroidissement mixte dans des conditions environnementales chaudes. Les résultats de la recherche montrent que l’ouverture du ventilateur peut réduire de manière significative la résistance thermique totale et la résistance à l’humidité de la combinaison de refroidissement mixte， améliorant ainsi l’effet de refroidissement de la combinaison de refroidissement dans un environnement chaud. Dans un environnement chaud (Ta = 30 ° C， humidité relative = 47%)， lorsque le corps humain est en train de développer sa transpiration ou lorsque la quantité de transpiration est faible， le matériau à changement de phase intégré à la combinaison de refroidissement peut apporter un meilleur résultat pour le corps humain. Effet rafraîchissant Lorsque la capacité de transpiration du corps est stable (ou lorsque la quantité de sueur est importante)， le ventilateur de micro-ventilation commence à fournir une meilleure puissance de refroidissement. Habituellement， les batteries au lithium de grande capacité peuvent fournir jusqu'à 8 h d'énergie aux ventilateurs de ventilation， ce qui leur permet de répondre aux besoins de refroidissement du corps humain pendant la journée de travail. En résumé， la combinaison de refroidissement individuelle individuelle portable développée dans cette étude montre un effet de refroidissement supérieur à celui du vêtement de réfrigération à ventilation unique ou à matériau à changement de phase dans les conditions expérimentales sélectionnées dans cette étude."
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