利用斯特林制冷的人体空调装置的制作方法

本发明涉及一种空调装置，具体涉及一种利用斯特林制冷的人体空调装置。

背景技术：

一些特殊职业，人们不得不在高温场合下作业，比如厨师、建筑、炼钢、消防队、士兵、交警等。有一件可以智能调温的空调衣服，能极大地改善工作环境。

目前，普遍采用空调机或风扇进行降温，但这些设备无法随身携带，空调衣的出现成为必然。市场上大多制冷衣服采用微型风扇送风进行散热，但其降温效果差，结构复杂；有的利用化学物质在气化反应过程中吸热原理来降温制冷，但其化学物质外泄对身体和环境都有危害；有的利用多口袋储存冰袋的办法降温制冷，但储冰重量大，制冷不均匀。从而，新型制冷服的研究备受重视。

技术实现要素：

本发明是要提供一种利用斯特林制冷的人体空调装置，该空调装置利用斯特林制冷机制取冷水，通过微型泵循环把冷量传递到衣服与人体上，并且根据温度传感器的反馈，调节斯特林的输入功率，从而自动控制水温，实现智能降温，具有凉爽保健、节能环保、携带方便等优点，适应于长期在野外露天作业、厨师、建筑、炼钢、消防队等人员使用，对劳动者身体健康保护有着重大意义，经济效益和社会效益前景可观。

本发明的技术方案为：一种利用斯特林制冷的人体空调装置，包括斯特林制冷系统、自动控温系统、服装本体，所述服装本体的面料内缝制有细硅胶管，所述斯特林制冷系统由斯特林制冷机、水泵、冷端换热器组成，所述冷端换热器安装在斯特林制冷机外壳的冷端上，并通过微型泵连接服装本体内的细硅胶管；所述斯特林制冷机外壳的热端上装有翅片散热器，斯特林制冷机外壳的外围罩有散热外壳，散热外壳前端连接翅片散热器，后端设有散热排气孔及风扇；所述斯特林制冷机通过直线电机带动压缩活塞和膨胀活塞以一定相位角往复运动，使工质氦气在压缩腔内被压缩，产生的热量传递给翅片散热器，翅片散热器散发的热量通过风扇以及散热外壳与斯特林制冷机外壳之间的空气导流，经散热外壳的散热排气孔排到环境中；在工质氦气膨胀腔内膨胀，制取的冷量通过冷端换热器传递给循环水，并通过微型泵循环传递到衣服与人体上；所述翅片散热器和冷端换热器上分别设置自动控温系统的第一、二温度传感器，第一、二温度传感器连接控制器，控制器控制连接斯特林制冷机，当第一温度传感器高于90℃，控制器切断电源保护斯特林制冷机，若第二温度传感器偏离设定值，控制器调节斯特林制冷机的输入功率，从而自动控制水温，实现智能降温。

所述冷端换热器内填充泡沫铜，上端面上设供水口和回水口，供水口和回水口对称分布在中心两侧；所述回水口与服装本体的循环水出口之间串联微型水泵。

所述第一温度传感器紧贴在翅片散热器的外环面上，所述第二温度传感器 紧贴在冷端换热器的侧面上。

所述翅片散热器包括外环面，内环面，外环面与内环面之间形成风道，中间固定翅片，所述内环面紧贴于斯特林制冷机外壳的热端周围，连接处涂导热硅脂，减小接触热阻。

所述泡沫铜和冷端换热器侧面以钎焊方式固定在斯特林制冷机的冷头周围；冷端换热器侧面上端端口处成阶梯形，与冷端换热器上端面的阶梯状扣合，并以钎焊方式固定。

本发明的有益效果在于：本发明与现在的空调衣服相比，结构简单，便于携带，不会产生任何污染；采用斯特林制冷，温度调节范围大，噪音和振动小，且适合颠簸运动环境使用，并且无任何位置角度放置要示；采用泡沫铜，使换热更充分，采用硅胶管，无毒无味，稳定可靠。

附图说明

图1为本发明的利用斯特林制冷的人体空调装置示意图；

图2为冷端换热器结构示意图；

图3为冷端换热器上端面示意图；

图4为翅片散热器结构示意图。

具体实施方式

下面结合附件与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明的利用斯特林制冷的人体空调装置，所述服装本体8中设有细硅胶管9，细硅胶管9缝制在面料内，无滑移；所述斯特林制冷系统由斯特林制冷机14、水泵7、冷端换热器10组成，所述冷端换热器10内填充泡沫铜1002，上端面1004上设供水口1005和回水口1003，对称分布在中心两侧；所述回水口1003与服装本体的循环水出口之间串联微型水泵7；斯特林制冷机外壳5的冷端上装有冷端换热器10，热端上装有翅片散热器12，斯特林制冷机外围罩有散热外壳15，散热外壳15前端连接翅片散热器12，后端设有散热排气孔及风扇1。斯特林制冷机14通过直线电机2带动压缩活塞11和膨胀活塞13以一定相位角往复运动，工质氦气在压缩腔内被压缩，产生的热量传递给翅片散热器12，翅片散热器12散发的热量通过风扇1以及散热外壳15与斯特林制冷机外壳5之间的空气导流，经散热外壳15的散热排气孔排到环境中；在工质氦气膨胀腔内膨胀，制取的冷量通过冷端换热器10传递给循环水，并通过微型泵7循环传递到衣服与人体上。自动控温系统主要由第一温度传感器4、第二温度传感器6、控制器3组成，第一温度传感器4以其作用面紧贴于翅片散热器12的外环面1201上，第二温度传感器6以其作用面紧贴于冷端换热器10的侧面1001上。运行时若第一温度传感器4高于90℃，则切断电源保护斯特林制冷机14，若第二温度传感器6偏离设定值，则通过功率控制器3调节斯特林制冷机14的输入功率，从而自动控制水温，实现智能降温。

如图2所示，泡沫铜1002以钎焊方式固定在斯特林制冷机外壳5的冷端周围；所述冷端换热器侧面1001下端以钎焊方式固定在斯特林制冷机外壳5的冷端的周围，上端端口处成阶梯形，与冷端换热器上端面1004扣合，以钎焊方式固定；所述冷端换热器上端面1004也成阶梯状。

如图3所示，冷端换热器10上端面1004上设供水口1005和回水口1003，对称分布在中心两侧。

如图4所示，翅片散热器12包括外环面1201，内环面1203，两面之间形成风道，中间固定翅片1202。所述内环面1203紧贴于斯特林制冷机外壳5的热端周围，连接处涂导热硅脂，减小接触热阻。

本发明将斯特林制冷机应用于空调衣服，温度调节范围大，噪音和振动小，结构简单，便于携带，不会产生任何污染，其适用于颠簸着振动环境；冷端换热器采填充泡沫铜，使换热更充分；衣服本体内采用硅胶管，无毒无味，稳定可靠。