基于扁平管导冷的半导体制冷服

1.本实用新型涉及一种人体热舒适性调节装置，具体涉及一种半导体制冷服。


背景技术：

2.夏季室外工作环境高温闷热，工作人员极易出现脱水、中暑、精神恍惚等症状,从而导致工作效率低下，甚至引发安全事故。故而需要为工作人员研制一种能降温、提高工作效率同时又能保证其人身安全的便携式制冷服装置。
3.目前,市场上存在相变材料式、风冷式以及圆管水冷式三种形式的制冷服，相变材料式制冷服较多采用直接与人体贴合的方法进行制冷，虽然简单易实施，但难以将相变材料均匀铺满全身，从而降低了人体的热舒适性。风冷式制冷服则是利用风扇通过强迫自然对流对人体散热，其同样存在难以实现人体均匀散热的问题，且对流换热的换热量往往难以满足人体的散热需求。圆管水冷式制冷服尽管能够通过管路的合理敷设实现对人体的均匀散热，但圆形管与人体直接贴合的面积较小，更多的面积则是用于冷却服装与人体之间的空气，这降低了冷量的利用率。
4.现有制冷服中存在着管路排布复杂、与人体贴合面积有限等问题，不仅降低了制冷服内胆的换热效果，且增大了制冷服的体积和重量从而妨碍了穿戴者正常活动。针对现有制冷服的不足，因此，需要设计一种基于扁平管导冷的半导体制冷服利用扁平管将水中的冷量传至人体表面，增大了有效冷却面积，并通过合理的布管方式减少制冷服的体积与质量。


技术实现要素：

5.本实用新型提出了一种基于扁平管导冷的半导体制冷服，通过使用与人体贴合面积更大的扁平管以及管路排布的合理设计，缓解制冷服笨重的问题并增大了制冷服的冷量利用率。
6.为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种基于扁平管导冷的半导体制冷服，包括衣服本体、制冷装置，所述衣服本体的内胆内设有一体式多通管和连通一体式多通管的扁平管；所述一体式多通管通过软管连接制冷装置，所述制冷装置由半导体片、水箱、循环水泵、散热风扇共同组成，所述半导体制冷片的制冷端与水箱相连构成冷交换单元，制热端与散热风扇构成热交换单元，所述水箱的进水口和出水口分别与内胆出水软管和循环水泵进水口相连，所述热交换单元持续为半导体片的制热端散热后，所述制冷端通过冷交换单元将冷源送入水箱中，所述循环水泵再将冷却的水送入内胆中的一体式多通管及扁平管与人体进行换热。
7.进一步，所述一体式多通管由pla硬性塑料构成。
8.进一步，所述内胆内共有八根一体式多通管，其中，人体上下侧各四根，前后侧各四根，前侧的一体式多通管位于人的锁骨以下、胸部以上，后侧的一体式多通管位于两侧肩胛骨，前后侧的一体式多通管通过经过腋下的软管进行连接，下侧的一体式多通管位于胯
骨上侧处。
9.进一步，所述内胆为上送下回垂直式布局，冷却水进入内胆后首先从背部中间竖直的供水软干管升至内胆顶端，然后分流至制冷服的左右两侧，每侧冷却水负责对应侧的背部和胸前的人体热负荷，在循环泵的压力和重力作用下，冷却水在途径一体式多通管时，将沿着扁平管竖直往下流动，持续吸收人体热量；左右两侧的冷却水通过扁平管到达内胆底部后，再经过底部的三通汇合于回水软管，最后于水箱中再次冷却。
10.进一步，所述扁平管为tpu材料，外宽10mm、单边壁厚0.8mm、内高1.5mm；单根所述扁平管在竖直方向上连接于两个一体式多通管之间。
11.进一步，所述扁平管与服装本体之间采用针线缝制方式固定，能够增加扁平管与服装本体的贴合度，防止制冷服在穿戴过程中因意外操作而出现的扁平管脱落。
12.进一步，所述服装本体采用拉链式穿戴，通过在服装本体前侧设置拉链增加制冷服穿戴时的简便性，更能方便内胆后期的检修维护。
13.本实用新型有益效果在于：相较于圆管，扁平管增大了管与皮肤表面的接触面积，增强了制冷服与人体的换热效果。上送下回的垂直式布局不仅增加制服冷与人体的贴合，还减少了人体的活动限制。有效增加了冷量的利用率和人体的热舒适性。
附图说明
14.图1为本实用新型的服装-制冷装置连接示意图；
15.图2为本实用新型的服装后侧管路布局图；
16.图3为本实用新型的服装前侧管路布局图；
17.图4为本实用新型的一体式多通管与扁平管连接示意图；
18.图中：1-服装本体；2-热交换单元；3-半导体片；4-冷交换单元；5-总给水软管；6-总回水软管；7-一体式多通管；8-扁平管；9-拉链；10-一体式多通管圆台型接口；11-循环水泵；箭头-水流方向。
具体实施方式
19.下文将结合上述的附图对本实用新型中的技术细节作进一步说明，其中所述“上”、“下”、“左”、“右”、“前侧”、“后侧”等方位词均与所给附图表示的方向一致。
20.本实用新型提出了一种基于扁平管导冷的半导体制冷服，其结构包括服装本体1、内胆以及制冷装置。图1为服装-制冷装置连接示意图，如图1所示，制冷装置由半导体片3、水箱、循环水泵11、散热风扇共同组成。半导体片3的制热端与散热风扇构成热交换单元2，半导体片3的制冷端与水箱相连构成冷交换单元4。冷交换单元4中的水箱设有进水口a和出水口b，其分别与总给水软管5和总回水软管6相连。热交换单元2持续为半导体片3的制热端散热后，制冷端便可以通过冷交换单元4将冷量送入水箱中，经过水箱冷却后的水再通过循环水泵11由总给水软管5送入内胆中。
21.图2为服装后侧管路布局图，如图2所示，衣服本体1的内胆内设有一体式多通管7和连通一体式多通管的扁平管8。一体式多通管7由pla硬性塑料构成，容易与材质较软的扁平管连接。内胆内共有八根一体式多通管，人体上下侧各四根，前后侧各四根。对于上侧而言，前侧的一体式多通管位于人的锁骨以下、胸部以上，后侧的一体式多通管位于两侧肩胛
骨。前后侧的一体式多通管通过经过腋下的软管进行连接，从而减少对人体活动的影响。下侧的一体式多通管位于胯骨上侧处。一体式多通管7的进、出水口分别通过总给水软管5和总回水软管6连接水箱的进水口a和出水口b。
22.内胆为上送下回垂直式布局，冷却水进入内胆后首先从背部中间竖直的供水软管升至内胆顶端，然后分流至制冷服的左右两侧，每侧冷却水负责对应侧的背部和胸前的人体热负荷。在循环泵的压力和重力作用下，冷却水在途径一体式多通管时，将沿着扁平管竖直往下流动，持续吸收人体热量。左右两侧的冷却水通过扁平管到达内胆底部后，再经过底部的三通汇合于回水软管，最后于水箱中再次冷却。
23.扁平管为tpu材料，外宽10mm、单边壁厚0.8mm、内高1.5mm。利用其热塑性可以很好的与一体式多通管相连且不易发生泄露，单根扁平管在竖直方向上连接于两个一体式多通管之间。此外，采用针线缝制固定的方法增加扁平管与服装本体的贴合度，防止制冷服在穿戴过程中因意外操作而出现的扁平管脱落。
24.冷却水进入内胆后首先通过总给水软管5到达内胆顶部，接着分左右两侧各自进入一体式多通管7，然后在重力和驱动力的作用下依次进入扁平管8并沿着竖直方向进入底部的一体式多通管7，最后沿着总回水软管6再次回到冷交换单元4中。到达内胆顶部的冷却水除了沿扁平管8往下流动的部分外，其余部分将通过软管进入制冷服的前侧。
25.图3为服装前侧管路布局图，如图3所示，进入制冷服前侧的冷却水仍将依次沿着扁平管8流向底部的一体式多通管7，达到底部的冷却水再次沿着软管流向制冷服的后侧，最后将和后侧的回水共同流向总回水软管6。
26.服装本体1采用拉链式穿戴，通过在其前侧设置拉链增加制冷服穿戴时的简便性，更能方便内胆后期的检修维护。
27.有效避免漏液是水冷服中最需要关注的问题之一，图4展示了一体式多通管与扁平管连接示意图。如图4所示，一体式多通管7中的圆台型接口10由内向外截面积逐渐减小，在连接一体式多通管7与扁平管8时，先使用热源将热塑性较好的扁平管8加热使之膨胀变软，再通过机械手段将其塞入圆台型接口10中，从而实现二者的无漏连接。