一种调节人体温度的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及人体温度调节技术领域，具体涉及一种调节人体温度的系统。
【背景技术】
[0002]人体温度调节系统又称空调服，其概念最早是由F.H.Green在1958年提出，目的是为了调节太空服内部的温度，使之适合人体。八十年代至今，空调服快速发展，产生出几种典型的空调服产品，其中某些产品已批量配备军队。空调服产品主要分为三个类型。第一类是基于涡流管制冷原理的非独立式空调服，需要外部设备提供压缩空气才能正常工作。第二类是水循环空调服，依靠水泵把冷水打入到空调服内部的微型管道中进行循环，起到降低体温的作用。第三类是相变物质空调服，即在空调服内部放入若干低熔点、高潜热的固态物质，固态物质吸热融化，达到降温的目的。
[0003]这三类空调服能够在一定范围内满足人体温度调节的需求，但存在一些严重的缺点:(1)调节能力差。系统缺乏主动调节能力，换热过程不可控导致人体皮肤过冷或过热，人体感受变差；(2)使用时间短。三类产品的连续使用时间都不超过4小时，无法应对长期连续工作的情况。(3)某些制冷剂需要满足低熔点、高潜热的要求，材料本身含有毒性，对人体和环境有一定危害，环保性较差。
[0004]综上所述，目前的空调服产品都存在一定缺陷，发展一款集高效、环保于一体的新型空调服成为市场需求。
【发明内容】
[0005]为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种调节人体温度的系统，具有调节能力强、制冷效果好、使用时间长、绿色环保等特点。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是:
[0007]—种调节人体温度的系统，包括涡流管4，为涡流管4提供压缩空气的空压机2，驱动空压机2产生压缩空气的电池组1，所述涡流管4的冷端6与设置在人体8上的空调服7中的微型管连通，涡流管4的热端5置于空气中。
[0008]还包括设置在空压机2与涡流管4间的储气罐3。
[0009]所述储气罐3上设置有调节进入涡流管4空气流量的阀门。
[0010]所述涡流管4的冷端6与空调服7中微型管的喷射口处位置设置热电偶。
[0011]所述涡流管4的热端5上设置有调节涡流管4产生冷气量的阀门。
[0012]所述空调服7中的微型管为蛇行排列。
[0013]本实用新型和现有技术相比，具有如下优点:
[0014]本实用新型使用压缩空气作为制冷剂，对人体和环境没有危害，环保性高；采用电池组驱动空压机为涡流管提供压缩空气的形式，使用时间延长；涡流管和储气罐均可调节冷气流量，找到最适合人体的温度，系统整体调节性能优秀；空调服内部采用定点喷射冷气至人体热敏感区的方法，冷却效果好，人体感受舒适。
【附图说明】
[0015]附图为本实用新型系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]以下结合附图及具体实施例，对本实用新型作进一步的详细描述。
[0017]如附图所示，本实用新型一种调节人体温度的系统，包括涡流管4，为涡流管4提供压缩空气的空压机2，驱动空压机2产生压缩空气的电池组1，所述涡流管4的冷端6与设置在人体8上的空调服7中的微型管连通，涡流管4的热端5置于空气中。
[0018]作为本实用新型的优选实施方式，该系统还包括设置在空压机2与涡流管4间的储气罐3。进一步地，所述储气罐3上设置有调节进入涡流管4空气流量的阀门。
[0019]作为本实用新型的优选实施方式，所述涡流管4的冷端6与空调服7中微型管的喷射口处位置设置热电偶。
[0020]作为本实用新型的优选实施方式，所述涡流管4的热端5上设置有调节涡流管4产生冷气量的阀门。
[0021]作为本实用新型的优选实施方式，所述空调服7中的微型管为蛇行排列，增大冷却面积。
[0022]如附图所示，本实用新型调节人体温度的系统的调节方法，电池组I驱动空压机2将空气压缩后(6-8bar)存储在储气罐3中，储气罐3中的压缩空气进入涡流管4，涡流管4将压缩空气分离成冷气流和热气流；热空气从涡流管热端5排放到环境中，冷气流从涡流管冷端6流出，进入空调服7的微型管中，冷空气通过微型管与人体8进行热交换，最后喷射在人体8受热敏感区域(前胸、后背、腋下，头部等)，完成制冷过程。
[0023]作为本实用新型的优选实施方式，实际应用时可以先把储罐3充满压缩空气，等剩余空气量不足时再启动空压机2，达到延长使用时间的目的。
[0024]以下是本系统关于制冷量的计算过程。研宄表明，人体从事一般活动时(代谢率小于250W)，10ff的制冷量能够在较长时间内保证人体体温不高于38°C。所以，10ff的制冷量能够满足人体正常需要，一个正常人的体表面积约1.8m2，那么人体制冷所需要的冷量密度为 100W/1.8m2 = 56W/m2。
[0025]从涡流管冷端流出的冷气温度是TMld，通过微型管与人体充分换热后，以T-喷出，则压缩气体的能量方程为
[0026]Q = CXmX(Tout-Tcold) (I)
[0027]其中:Q为制冷量(W)，c为空气的比热容(kj/kg.K)，m为冷端空气的质量流量(kg/s)。假设涡流管冷端气温是_5°C，即TMld=-5°C，喷出温度Trat= 15°C。参考温度取平均值5 °C，空气比热容c = 1.003kJ/kg.K，制冷量取100W。把上述数值代入式(1)，得到冷端空气流量m = 0.005kg/so假设压缩空气压力为0.7MPa(7bars)，则冷端空气流量为0.00055m3/s,或32.8L/min。上述计算结果表明，冷端输出的空气流量32.8L/min (温度-5°C)即可满足制冷量要求。
【主权项】
1.一种调节人体温度的系统，其特征在于:包括涡流管(4)，为涡流管(4)提供压缩空气的空压机(2)，驱动空压机(2)产生压缩空气的电池组(1)，所述涡流管(4)的冷端(6)与设置在人体(8)上的空调服(7)中的微型管连通，涡流管(4)的热端(5)置于空气中。
2.根据权利要求1所述的一种调节人体温度的系统，其特征在于:还包括设置在空压机⑵与涡流管⑷间的储气罐(3)。
3.根据权利要求2所述的一种调节人体温度的系统，其特征在于:所述储气罐(3)上设置有调节进入涡流管(4)空气流量的阀门。
4.根据权利要求1所述的一种调节人体温度的系统，其特征在于:所述涡流管(4)的冷端(6)与空调服(7)中微型管的喷射口处位置设置热电偶。
5.根据权利要求1所述的一种调节人体温度的系统，其特征在于:所述涡流管(4)的热端(5)上设置有调节涡流管(4)产生冷气量的阀门。
6.根据权利要求1所述的一种调节人体温度的系统，其特征在于:所述空调服(7)中的微型管为蛇行排列。
【专利摘要】一种调节人体温度的系统，该系统包括涡流管，为涡流管提供压缩空气的空压机，驱动空压机产生压缩空气的电池组，所述涡流管的冷端与设置在人体上的空调服中的微型管连通，涡流管的热端置于空气中；还可以包括设置在空压机与涡流管间的储气罐；其调节方法为：利用涡流管把压缩空气分离成冷端的冷空气和热端的热空气，冷空气通入空调服中进行制冷，热空气从热端排放到环境中；本实用新型具有调节能力强、制冷效果好、使用时间长、绿色环保等特点。
【IPC分类】A41D13-005
【公开号】CN204519402
【申请号】CN201520168267
【发明人】孙晓阳
【申请人】中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年3月24日