CN114468413A - 一种液冷式空调服 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及可穿戴装置技术领域，公开了一种液冷式空调服，包括空调服本体和制冷箱；所述空调服本体内设有冷却软管，所述冷却软管呈蛇形分布于所述空调服本体内；所述制冷箱内设有用于容纳制冷液的蓄冷槽，所述制冷箱内还设有用于对所述蓄冷槽内的制冷液冷却的制冷装置，所述制冷箱的外壁上设有太阳能板，所述制冷箱内还设有分别与所述太阳能板及所述制冷装置电连接的电池；所述冷却软管的进液口及出液口分别与所述蓄冷槽连通，所述液冷式空调服还包括水泵，所述水泵用于将制冷液在所述制冷软管与所述蓄冷槽之间循环流动。本发明实施例的液冷式空调服在保证制冷效果的同时能够降低能耗，保证长时间对工作人员进行降温。

Description

一种液冷式空调服
技术领域
本发明涉及可穿戴装置技术领域，特别是涉及一种液冷式空调服。
背景技术
某些工种的工作人员需要在烈日、高温等环境中工作，例如吊塔、火场、站岗位、冶金等行业，这些行业的工作人员需要忍受着高温进行作业，长期在高温下工作，势必会导致工作人员出现中暑等现象，影响身体健康，同时使得工作效率不高。为了降低工作人员的体温，保证工作人员的健康，市面上出现了一些用于制冷的空调服。但是，现有空调服存在能耗高、制冷效果差的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液冷式空调服，在保证制冷效果的同时能够降低能耗，保证长时间对工作人员进行降温。
为了实现上述目的，本发明提供了一种液冷式空调服，包括空调服本体和制冷箱；
所述空调服本体内设有冷却软管，所述冷却软管呈蛇形分布于所述空调服本体内；
所述制冷箱内设有用于容纳制冷液的蓄冷槽，所述制冷箱内还设有用于对所述蓄冷槽内的制冷液冷却的制冷装置，所述制冷箱的外壁上设有太阳能板，所述制冷箱内还设有分别与所述太阳能板及所述制冷装置电连接的电池；
所述冷却软管的进液口及出液口分别与所述蓄冷槽连通，所述液冷式空调服还包括水泵，所述水泵用于将制冷液在所述制冷软管与所述蓄冷槽之间循环流动。
进一步的，所述制冷装置包括依次连通的压缩机、散热器、膨胀阀及蓄冷管，所述制冷装置还包括制冷剂，所述制冷剂在所述压缩机、所述散热器、所述膨胀阀及所述蓄冷管内循环流动；所述蓄冷管位于所述蓄冷槽内。
进一步的，所述制冷箱内设有与所述蓄冷槽隔开安装槽，所述压缩机、所述散热器及所述膨胀阀位于所述安装槽内。
进一步的，所述散热器包括散热管及与所述散热管相对设置的风扇。
进一步的，所述制冷箱的底面设有滚轮。
进一步的，上述液冷式空调服还包括保温管，所述冷却软管的进液口及出液口分别通过一所述保温管与所述蓄冷槽连通；所述水泵位于所述蓄冷槽内，所述水泵的一端与其中一个所述保温管连通，所述水泵的另一端与所述蓄冷槽连通。
进一步的，所述空调服本体包括外层及与所述外层连接的内层，所述外层与所述内层之间设有填充有气体的恒温腔，所述冷却软管位于所述恒温腔内。
进一步的，上述液冷式空调服还包括设于所述蓄冷槽内的液位计。
进一步的，所述空调服本体上设有温度传感器。
进一步的，所述制冷箱内还设有分别与所述太阳能板、所述制冷装置及所述电池电连接的控制器。
上述技术方案所提供的一种液冷式空调服，与现有技术相比，其有益效果在于：通过在蓄冷槽内容纳制冷液，通过制冷装置维持制冷液的温度，制冷液在水泵的作用下流过制冷软管，制冷软管内的制冷液带走工作人员的身体热量后又流回蓄冷槽内，如此循环制冷；通过太阳能板或电池给制冷装置及水泵供电，太阳能板还能够给电池充电，在雨天或夜晚时还可直接在蓄冷槽内加入冰块进行制冷，延长制冷时间，降低了能耗。
附图说明
图1是本发明实施例的液冷式空调服的结构示意图；
图2是本发明实施例的空调服本体的结构示意图；
图3是本发明实施例的制冷箱的结构示意图。
其中，1－空调服本体，11－冷却软管，2－制冷箱，21－蓄冷槽，22－安装槽，3－制冷装置，31－压缩机，32－散热器，321－散热管，322－风扇，33－膨胀阀，34－蓄冷管，4－太阳能板，5－电池，6－水泵，7－滚轮，8－保温管，9－控制器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1至图3所示，本发明实施例优选实施例的一种液冷式空调服，包括空调服本体1和制冷箱2；空调服本体1内设有冷却软管11，冷却软管11呈蛇形分布于空调服本体1内；制冷箱2内设有用于容纳制冷液的蓄冷槽21，制冷箱2内还设有用于对蓄冷槽21内的制冷液冷却的制冷装置3，制冷箱2的外壁上设有太阳能板4，制冷箱2内还设有分别与太阳能板4及制冷装置3电连接的电池5；冷却软管11的进液口及出液口分别与蓄冷槽21连通，液冷式空调服还包括水泵6，水泵6用于将制冷液在制冷软管与蓄冷槽21之间循环流动。
基于上述方案，通过在蓄冷槽21内容纳制冷液，通过制冷装置3维持制冷液的温度，制冷液在水泵6的作用下流过制冷软管，制冷软管内的制冷液带走工作人员的身体热量后又流回蓄冷槽21内，如此循环制冷；通过太阳能板4或电池5给制冷装置3及水泵6供电，太阳能板4还能够给电池5充电，在雨天或夜晚时还可直接在蓄冷槽21内加入冰块进行制冷，延长制冷时间，降低了能耗。
具体的，本实施例的制冷液为水，在蓄冷槽21内的制冷液呈冰水混合态；制冷箱2的顶面及前侧面上分别设有太阳能板4；空调服本体1上相对冷却软管11的进液口及出液口分别设有接口，工作人员穿着本实施例的液冷式空调服作业时，制冷箱2可放置于地面上，因此可减小工作人员的负重。
在本实施例中，如图3所示，制冷装置3包括依次连通的压缩机31、散热器32、膨胀阀33及蓄冷管34，制冷装置3还包括制冷剂，制冷剂在压缩机31、散热器32、膨胀阀33及蓄冷管34内循环流动；蓄冷管34位于所述蓄冷槽21内。具体的，压缩机31将气态的制冷剂压缩为高温高压的气体后通入散热器32，散热器32使制冷剂冷却为液体后通入膨胀阀33，膨胀阀33将制冷剂呈低压液体后通入蓄冷管34并吸收蓄冷槽21内制冷液的热量，使制冷液降温，然后制冷剂在通入压缩机31完成循环。其中，制冷剂可采用R134a。
在本实施例中，如图3所示，制冷箱2内设有与蓄冷槽21隔开安装槽22，压缩机31、散热器32及膨胀阀33位于所述安装槽22内，安装槽22与蓄冷槽21通过一隔板隔开，便于零部件安装于安装槽22内。
在本实施例中，如图3所示，散热器32包括散热管321及与散热管321相对设置的风扇322，制冷箱2的后侧壁上设有相对散热管321设置的开孔，便于气流流动，风扇322吹散热管321以对其进行冷却。
进一步的，如图3所示，为了便于移动和携带液冷式空调服，制冷箱2的底面设有滚轮7，方便搬运。
如图1至图3所示，本实施例的液冷式空调服还包括保温管8，冷却软管11的进液口及出液口分别通过一保温管8与蓄冷槽21连通；水泵6位于蓄冷槽21内，水泵6的一端与其中一个保温管8连通，水泵6的另一端与蓄冷槽21连通。在水泵6的带动下，蓄冷槽21内的制冷液从一个保温管8流入冷却软管11内，后通过另一个保温管8再流入蓄冷槽21内，保温管8防止冷量的流失。
在本实施例中，空调服本体1包括外层及与外层连接的内层，外层与内层之间设有填充有气体的恒温腔，冷却软管11位于恒温腔内。恒温腔的设置类似于救生衣，在其中填充有具有空气的腔体。
具体的，常规的冷却服采用循环冷空气、制冷液、相变材料等作为制冷介质。由于人体皮肤对温度十分敏感，过冷的冷空气和相变材料干冰会使得人体产生冷应激，使人体感到不舒适。本实施例的空调服利用制冷装置3预冷的冰水混合物被微型泵压缩从保温管8进入冷却软管11，透过空调服本体1的恒温腔与人体皮肤进行换热，避免了人体皮肤直接接触换热管路，使得换热的过程中更为温和，提高了人们穿着的舒适性的同时也提高了工人的工作效率；将冷却软管11置于充满空气的恒温层中，并将冷却软管11设计为上进下回的方式，利用自然对流，使冷热空气混合均匀，防止了空调服局部出现过冷。
恒温腔的作用主要表现在两方面：一是，安装在冷却软管11与人体皮肤之间，人体皮肤并不直接接触冷却软管11，避免了冷却软管11由于表面温度与人体皮肤温度的差异，而导致对人体皮肤的刺激，提高了液冷服的穿着舒适性。二是，由于冷却软管11穿插在恒温腔内部，对冷却软管11起着固定的作用，避免了空调服在穿脱的过程中冷却软管11网的布局发生改变。
另外，空调服本体1的面料采用耐高温隔热布料，里料采用透气恒温棉，保证隔热、阻燃、透气及舒适性。
进一步的，如图3所示，制冷箱2内还设有分别与太阳能板4、制冷装置3及电池5电连接的控制器9。可选的，控制器9采用基于STC89C51单片机设置。
进一步的，本实施例的液冷式空调服还包括设于蓄冷槽21内的液位计。可选的，液位计为干簧管式浮球液位计。具体的，冰块在蓄冷槽21内制冷时会液化成水，可能会使得蓄冷槽21内水位过高，在蓄冷槽21中加入干簧管式浮球液位计对水位进行控制，在水位过高时进行适当的排水，使得蓄冷槽21内水位始终保持在合适的位置，同时当冰块体积较大时，使得水位下降，此时干簧管关断使得压缩机31断电，停止制冷循环的运行。
进一步的，在本实施例中，空调服本体1上设有温度传感器。温度传感器DS18B20从空气中感应并采集温度数据，传给控制器9进行处理，控制器9通过分析处理，根据温度的变化来改变产生的脉冲的占空比，从而实现对水泵6的电机转速的控制。除此之外，也可使用手机的蓝牙对控制器9进行通讯，调节电机的转速，从而实现对空调服制冷温度的调节，使得冷却效果始终处人体舒适的温度范围内，让空调服的使用更为便捷、穿着更为舒适。
综上，本发明实施例提供一种液冷式空调服，太阳能充足时，制冷箱2外表面的太阳能板4充分吸收太阳能并转换为电池5的电能，驱动压缩式制冷装置3运行，当太阳能不足或者夜晚，可以向蓄冷槽21添加冰块，水泵6将蓄冷槽21中0℃的水由保温输水管输送至空调服中，给空气夹层的恒温腔降温，通过改变水泵6转动频率调节恒温腔温度，使人体表面始终处在热舒适温度范围内，从而显著提高工作效率，降低事故发生率。本实施例的空调服具有结构简单，造价成本低、用能方便、控温精度高的特点，适用于高温车间的吊车司机、烈日下站岗的交通警察、办公楼夜间加班时的办公人员、火场工作人员等，每年可节约40.76吨万标准煤，减少27.71万吨碳排放量，符合碳中和理念，具有较大的节能减排意义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种液冷式空调服，其特征在于，包括空调服本体和制冷箱；
所述空调服本体内设有冷却软管，所述冷却软管呈蛇形分布于所述空调服本体内；
所述制冷箱内设有用于容纳制冷液的蓄冷槽，所述制冷箱内还设有用于对所述蓄冷槽内的制冷液冷却的制冷装置，所述制冷箱的外壁上设有太阳能板，所述制冷箱内还设有分别与所述太阳能板及所述制冷装置电连接的电池；
所述冷却软管的进液口及出液口分别与所述蓄冷槽连通，所述液冷式空调服还包括水泵，所述水泵用于将制冷液在所述制冷软管与所述蓄冷槽之间循环流动。
2.根据权利要求1所述的液冷式空调服，其特征在于，所述制冷装置包括依次连通的压缩机、散热器、膨胀阀及蓄冷管，所述制冷装置还包括制冷剂，所述制冷剂在所述压缩机、所述散热器、所述膨胀阀及所述蓄冷管内循环流动；所述蓄冷管位于所述蓄冷槽内。
3.根据权利要求2所述的液冷式空调服，其特征在于，所述制冷箱内设有与所述蓄冷槽隔开安装槽，所述压缩机、所述散热器及所述膨胀阀位于所述安装槽内。
4.根据权利要求2所述的液冷式空调服，其特征在于，所述散热器包括散热管及与所述散热管相对设置的风扇。
5.根据权利要求1所述的液冷式空调服，其特征在于，所述制冷箱的底面设有滚轮。
6.根据权利要求1所述的液冷式空调服，其特征在于，还包括保温管，所述冷却软管的进液口及出液口分别通过一所述保温管与所述蓄冷槽连通；所述水泵位于所述蓄冷槽内，所述水泵的一端与其中一个所述保温管连通，所述水泵的另一端与所述蓄冷槽连通。
7.根据权利要求1所述的液冷式空调服，其特征在于，所述空调服本体包括外层及与所述外层连接的内层，所述外层与所述内层之间设有填充有气体的恒温腔，所述冷却软管位于所述恒温腔内。
8.根据权利要求1所述的液冷式空调服，其特征在于，还包括设于所述蓄冷槽内的液位计。
9.根据权利要求1所述的液冷式空调服，其特征在于，所述空调服本体上设有温度传感器。
10.根据权利要求1－9任一项所述的液冷式空调服，其特征在于，所述制冷箱内还设有分别与所述太阳能板、所述制冷装置、所述水泵及所述电池电连接的控制器。
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