Охлаждащата жилетка Megacool осигурява термична защита за работещите в среда с висока-температура, като подобрява комфорта в тялото. В момента Китай притежава над 60 мини с висока-температура, като 38 мини надвишават 30 градуса. С намаляването на плитките въглищни ресурси, бъдещият добив ще се съсредоточи върху по-дълбоките находища, където топлинните опасности се очертават като шестият основен риск след газ, пожар, въглищен прах, земен натиск и водни опасности, което сериозно възпрепятства ефективния дълбок добив. Освен това индустрии като топенето на стомана излагат работниците на околни температури до 50 градуса. Продължителното излагане на топлина предизвиква умора, намалена производителност и физиологични рискове като електролитен дисбаланс и дехидратация, застрашаващи здравето и безопасността на работниците. Следователно охлаждащите облекла за среда с висока{11}}температура имат критично значение.
1. Класификация на охлаждащата жилетка
(1) По структура на облеклото
а. Локализирана охлаждаща жилетка
Въз основа на регионалните вариации в човешкото производство и разсейване на топлина, тези облекла са насочени към области с висока метаболитна активност, предимно главата и торса. Проучванията показват, че торсът показва най-висока основна метаболитна скорост и топлинен капацитет по време на работа. Чрез използване на температурни градиенти между източници на охлаждане и проводяща среда, локализираните охлаждащи облекла елиминират нуждата от външни източници на енергия. Тяхната проста структура, възможност за носене, ефективно охлаждане и практичност ги правят широко приложими в индустриални и ежедневни условия.
b. Охлаждаща-жилетка за цялото тяло
Тези облекла осигуряват пълно охлаждане на торса и крайниците, осигурявайки цялостен топлинен комфорт. Те обикновено са запазени за екстремни горещи среди (напр. леярни, химически зони) или сценарии, изискващи пълна -защита на тялото срещу токсични газове.
(2) Чрез охлаждаща среда
а. Жилетка с въздушно{1}}охлаждане
Използвайки активно охлаждане, тези облекла използват хладилни агрегати за охлаждане на въздуха, който се пречиства и канализира през тръби или слоеве на облеклото, за да охлади потребителя. Охлаждащият механизъм разчита на подобрено изпаряване на потта и конвективен пренос на топлина.
Предимства: Обилно подаване на въздух, продължително охлаждане, висока ефективност.
Ограничения: Напълнените с- въздух слоеве ограничават мобилността, влошавайки оперативната ефективност в затворени пространства (напр. мини). Хладилните системи създават риск от експлозия в среди, изискващи строги мерки против експлозия.
b. Охлаждаща жилетка с промяна на фазата
Работейки чрез пасивно охлаждане, тези облекла интегрират материали за промяна на фазата (PCM), които абсорбират топлина по време на фазови преходи (напр. твърдо към течно). Например:
Твърди към течни PCM: Когато околните температури надхвърлят точката на фазова промяна на PCM, материалът се топи, абсорбирайки топлина, за да охлади тялото. Обратно, когато температурите паднат под точката на фазова промяна, PCM се втвърдява, освобождавайки съхранена топлина, за да поддържа топлинно равновесие. Често срещани PCM: лед, сух лед, парафин, хидрогелове и суперабсорбиращи полимери, като ледът, хидрогеловете и парафинът са най-разпространени.
Предимства:
- Ниска цена, прост дизайн, лесна употреба и двойна функционалност (охлаждане и изолация).
- Разнообразни PCM опции, включително органични, неорганични и хибридни материали, позволяват приложения в минния, металургичния и индустриалния сектор.
- Поддържайте стабилен "микроклимат" в дрехата, осигурявайки продължителен комфорт.
- Изследователски фокус: PCM са гореща точка в проучванията за управление на топлината поради тяхната адаптивност и ефективност.
2. Напредък на изследванията в охладителната жилетка с фазова промяна
При изследването на охлаждащата жилетка с промяна на фазата напредъкът може да бъде постигнат чрез следните подходи:
(1) Разработване на устойчиви-на корозия и ковки материали за капсулиране
Съсредоточете се върху идентифицирането на материали за капсулиране с превъзходна устойчивост на корозия и пластичност, комбинирани с усъвършенствани техники за капсулиране за предотвратяване на деформация на материала и изтичане.
(2) Оптимизиране на дизайна на плика за капсулиране
Модификации на торбичката: Въведете специфични перфорации или топлинно{0}}уплътняващи модели, за да увеличите площта на разсейване на топлината на материала, повишавайки ефективността на охлаждане.
Контекст-Избор на специфична торбичка: За нужди от бързо охлаждане: Използвайте топлопроводими торбички, за да ускорите топенето и охлаждането на PCM. За умерена топлинна среда: Използвайте изолирани торбички за забавяне на топенето на PCM, удължавайки продължителността на охлаждане.
(3) Подобряване на PCM топлопроводимостта
Интегрирайте наноразмерни метални прахове (напр. алуминий, мед) в нанокапсули за подобряване на топлопроводимостта. Разработете композитни PCM с висока ефективност на разсейване на топлината и удължен експлоатационен живот.
(4) Технологии за активиране за повторно активиране на PCM
Създавайте нови материали или устройства за бързо реактивиране на изчерпаните PCM, позволявайки повторна употреба и минимизирайки времето за престой във високо-ефективни работни процеси.
(5) Твърдо капсулиране на PCM
Проектирайте твърди матрици за капсулиране с променлива топлопроводимост, за да съдържат течни PCM след -топене, като гарантират липса на изтичане. Съпоставете свойствата на матрицата с-специфичните топлинни изисквания за приложение.
(6) Разработване на интегрирани PCM охлаждащи облекла
Разработени мулти{0}}функционални охлаждащи облекла, които съчетават предимствата на PCM със спомагателни системи за-наблюдение и регулиране на температурата в реално време.
(7) Интердисциплинарна оптимизация на дизайна
Включете принципи от термодинамиката, хигиената на облеклото и ергономията, за да постигнете: Намалено тегло; Оптимална продължителност на охлаждане; Комфорт на носещия; Оперативна простота; Мулти{0}}функционални възможности; Наблегнете на-ориентирания към човека дизайн, за да приоритизирате нуждите на потребителите.
Охлаждащата жилетка с фазова промяна има широки перспективи за приложение. Трябва да търсим добри опаковъчни материали и методи за опаковане, да подобрим топлопроводимостта на материалите с фазова промяна, да разработим композитни материали с фазова промяна с добър ефект на разсейване на топлината и дълъг живот на батерията и да разработим нови материали или оборудване, които могат бързо да активират материалите с фазова промяна. Въз основа на материалите за промяна на фазата трябва да разработим ново интегрирано охлаждащо облекло с добър охлаждащ ефект и функция за контрол на температурата и допълнително да насърчим развитието на охлаждащо облекло за промяна на фазата.