CN117045995A - 一种防护服冷却系统及防护服 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种防护服冷却系统及防护服，所述系统包括温度检测模块，用于检测第一温度数据和第二温度数据；所述第一温度数据为防护服的内部温度数据；第二温度数据为防护服的外部环境温度数据；控制模块，用于接收所述第一温度数据以及所述第二温度数据，根据所述第一温度数据以及所述第二温度数据，生成控制指令，控制半导体制冷模块；所述半导体制冷模块，用于接收所述控制指令，控制半导体制冷片执行制冷功能。本申请采用半导体制冷模块进行制冷，使防护服内部温度达到令人舒适的程度，解决了传统制冷使用制冷剂制冷的问题，大大提高了制冷效率，整体上更为经济和环保，提高了工作效率和自动化程度。本申请广泛应用于防护服技术领域。
Description
技术领域
本申请涉及防护服技术领域，特别涉及一种防护服冷却系统及防护服。
背景技术
由于夏季温度普遍过高，热辐射强度大，相对湿度低，人们穿防护服工作时，容易因热量积累而引发中暑、水盐代谢失衡等一系列导致人体不适的问题。
目前，通常是选择降低外部温度或防护服内部温度两种方案来解决上述问题。第一种方案是降低防护服外部温度，从而使防护部内部的温度也因为与外部的热量交换而提高，但该方法治标不治本，不易实现，成本高，内部的温度也难以降低到令人体感觉到干爽的舒适的程度。第二种方案是在防护服上安装制冷系统或风扇，传统的制冷系统采用制冷剂进行制冷，但该种方式往往制冷效率慢，成本高，消耗的能源多，同时会产生大量的温室效应气体，不够节能环保，且不能自动控制制冷的发生和停止。
发明内容
为了解决至少一个上述相关技术中存在的技术问题，本申请实施例提出了一种防护服冷却系统及防护服。
本申请实施例的第一方面提出了一种防护服冷却系统，所述系统包括：
温度检测模块，用于检测第一温度数据和第二温度数据；所述第一温度数据为防护服的内部温度数据；第二温度数据为防护服的外部环境温度数据；
控制模块，用于接收所述第一温度数据以及所述第二温度数据，根据所述第一温度数据以及所述第二温度数据，生成控制指令，控制半导体制冷模块；
所述半导体制冷模块，用于接收所述控制指令，控制半导体制冷片执行制冷功能。
在一些实施例，所述系统还包括：
供能模块，用于提供电能以供所述防护服冷却系统运行；
水冷系统模块，用于接收所述控制指令，控制水冷系统执行制冷功能。
在一些实施例，所述供电模块包括太阳能光伏电源和备用电源；所述太阳能光伏电源用于吸收太阳光产生电能以供所述防护服冷却系统运行；所述备用电源用于在所述太阳能光伏电源转化电量不足的情况下提供电能以供所述防护服冷却系统运行。
在一些实施例，所述控制模块包括温度判别模块；
所述温度判别模块用于设定温度阈值，将所述温度阈值与温度数据进行比较，确定比较结果；所述温度数据包括所述第一温度数据和所述第二温度数据；
所述控制模块用于根据所述比较结果，生成所述控制指令，控制所述半导体制冷模块和所述水冷系统模块。
在一些实施例，所述温度阈值包括第一温度阈值、第二温度阈值、第三温度阈值以及第四温度阈值；所述第一温度阈值和所述第二温度阈值，用于与所述第一温度数据进行比较；所述第三温度阈值和所述第四温度阈值，用于与所述第二温度数据进行比较；
当所述比较结果为所述第一温度数据超过所述第一温度阈值，或所述第二温度数据超过所述第三温度阈值时，所述控制模块用于生成第一控制指令，控制所述半导体制冷模块执行制冷功能；
当所述比较结果为所述第一温度数据超过所述第二温度阈值，或所述第二温度数据超过所述第四温度阈值时，所述控制模块用于生成第二控制指令，控制所述半导体制冷模块和所述水冷系统模块共同执行制冷功能。
在一些实施例，所述半导体制冷模块包括半导体制冷片、第一风机和第二风机；
所述半导体制冷片包括冷端和热端；所述冷端用于产生冷量并释放；所述热端用于产生热量并释放；
所述第一风机为散热风扇，用于配合所述热端使热量从防护服内部向环境外部进行散热；
所述第二风机为冷风扇，用于配合所述冷端，加强冷量的释放。
在一些实施例，所述水冷系统模块包括金属水道板和循环水模块；
所述金属水道板贴近所述冷端，用于接收冷量以使所述循环水降温冷却；
所述循环水模块用于执行散热功能以及制冷功能，实现防护服内部与外部环境之间的热量交换以及增强制冷效果。
在一些实施例，所述循环水模块包括水冷散热器、水泵、水箱以及第三风机；
所述水冷散热器用于执行散热功能；
所述水箱用于提供循环水；
所述水泵用于提供动力，带动所述循环水进行流动，执行制冷功能；
所述第三风机为散热风扇，用于使热量从防护服内部向环境外部进行散热。
在一些实施例，所述温度检测模块包括第一传感器和第二传感器；
所述第一传感器为温度传感器，用于检测所述第一温度数据；
所述第二传感器为温度传感器，用于检测所述第二温度数据。
本申请实施例的第二方面提出了一种防护服，所述防护服上搭载上述第一方面所述的防护服冷却系统。
本申请提供的一种防护服冷却系统及防护服，其通过温度检测模块，检测外部温度数据以及防护服内部温度数据，控制模块根据温度数据生成控制指令，控制半导体制冷模块执行制冷功能。本申请实施例的防护服冷却系统通过温度实时检测自动控制半导体制冷模块的制冷功能的启用和停止，使防护服内部温度达到令人舒适的程度，提高了工作效率和自动化程度，采用半导体制冷模块进行制冷，解决了传统制冷使用制冷剂制冷的问题，并且大大提高了制冷效率，减少了成本和温室效应气体的排放，整体上更为经济和环保，搭载了该防护服冷却系统的防护服可以有效解决因防护服内部温度高导致人体不适的问题。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种防护服冷却系统的可选的功能模块图；
图2是本申请实施例中半导体制冷片的示意图；
图3是本申请实施例提供的一种防护服冷却系统的可选的结构示意图；
图4是本申请实施例中防护服正面的可选的结构示意图；
图5是本申请实施例中防护服背面的可选的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。
请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种防护服冷却系统的可选的功能模块图，包括：
温度检测模块，用于检测第一温度数据和第二温度数据；第一温度数据为防护服的内部温度数据；第二温度数据为防护服的外部环境温度数据；
控制模块，用于接收第一温度数据以及第二温度数据，根据第一温度数据以及第二温度数据，生成控制指令，控制半导体制冷模块；
半导体制冷模块，用于接收控制指令，控制半导体制冷片执行制冷功能。
在一些实施例中，上述防护服冷却系统还包括：
供能模块，用于提供电能以供防护服冷却系统运行；
水冷系统模块，用于接收控制指令，控制水冷系统执行制冷功能。
在一些实施例中，上述供电模块可以包括但不限于包括太阳能光伏电源和备用电源；可选地，在防护服背面设置太阳能光伏电源，吸收太阳光产生电能并将电能存储到太阳能光伏电源中，提供电能以供防护服冷却系统运行；为防止连续高温多云天气或极端高温天气导致太阳能光伏电源转化电量不足的问题，需要另外设置一个备用电源，提供电能以供防护服冷却系统运行，避免防护服冷却系统因电量不足停止运行。
在一些实施例中，温度检测模块可以包括但不限于包括温度传感器；在防护服内部设置有温度传感器，温度传感器可以包括但不限于包括第一传感器和第二传感器，温度传感器分别设置在防护服内部(第一传感器)和防护服外部(第二传感器)，可通过两个温度传感器，实时监测防护服内外部空气的温度数据，并将温度数据传输至控制模块，从而通过温度数据控制防护服冷却系统的启停。
在一些实施例中，半导体制冷模块包括半导体制冷片、第一风机和第二风机，第一风机为散热风扇，第二风机为冷风扇，半导体制冷片的原理是波尔贴效应，半导体制冷片一面为热端，热端产生热量并释放，另外一面为冷端，冷端产生冷量并释放，热端的热量通过散热风扇的配合从防护服内部向环境外部进行散热，冷端的冷量通过冷风扇的配合加强冷量的释放，对防护服内部进行降温，使防护服内部温度达到令人舒适的程度。
在一些实施例中，请参阅图2，图2是本申请实施例中半导体制冷片的示意图，其中，标号1的一端对应半导体制冷片的冷端，标号2的一端对应半导体制冷片的热端，半导体制冷片的工作原理是当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料连结成电偶对时，在这个电路中接通直流电流后，就能产生能量的转移，电流由N型元件流向P型元件的接头吸收热量，称为冷端，由P型元件流向N型元件的接头释放热量，称为热端。吸热和放热的大小是通过电流的大小以及半导体材料N、P的元件对数来决定。
在一些实施例中，水冷系统模块包括金属水道板和循环水模块；由于金属水道板内部的回水温度较高，因此，将金属水道板设置在贴近半导体制冷片冷端的位置，通过半导体制冷片释放的冷量对金属水道板中的循环水进行降温冷却，从而起到节能、环保的作用；水冷散冷器用于执行散热功能以及制冷功能，实现防护服内部与外部环境之间的热量交换以及增强制冷效果。
在一些实施例中，循环水模块包括水冷散热器、水泵、水箱以及第三风机，第三风机为散热风扇，水冷散热器用于执行散热功能，水箱用于提供循环水，通过水泵提供动力，带动循环水进行流动，再由散热风扇将防护服内部热量带去环境外部，和环境外部实现热量交换，从而使防护服内部温度达到舒适程度。
在一些实施例中，请参阅图3，图3是本申请实施例提供的一种防护服冷却系统的可选的结构示意图，其中，标号3为备用电源，标号4为太阳能光伏电源，标号5为控制器(控制模块)，标号6为散热风扇(上述第一风机)，标号7为冷风扇(上述第二风机)，标号8为半导体制冷片，标号9为金属水道板，标号10为水泵和水箱，标号11为水冷散热器，标号12为散热风扇(上述第三风机)，标号13为温度传感器。
在一些实施例中，控制模块可以包括但不限于包括温度判别模块；温度判别模块用于设定温度阈值，将温度阈值与温度数据进行进行比较，确定比较结果；温度数据为上述温度检测模块中检测到的温度数据，该温度数据可以包括但不限于包括第一温度数据和第二温度数据；温度阈值可自行规定，不加以限制，主要用于设定一个温度的临界值，超过该临界值则启用制冷功能，使防护服内部保持干爽舒适。
在一些实施例中，示例性地，温度阈值可以包括但不限于包括第一温度阈值、第二温度阈值、第三温度阈值以及第四温度阈值，根据穿衣温度对照可知，人们在温度20～25℃的时候感觉到舒适，25～28℃的时候感觉较舒适，当温度高于28℃时感觉到热，且在温度高于33℃时感觉到炎热，因此，可以设定第一温度阈值为防护服内部温度28度，设定第二温度阈值为防护服内部温度33度，设定第三温度阈值为外部环境温度26度，设定第四温度阈值为外部环境温度30度，当对应的温度数据超过对应的温度阈值时，防护服冷却系统自动启用相应的制冷功能。
在一些实施例中，当上述比较结果为第一温度数据(防护服内部温度)超过第一温度阈值，或第二温度数据(外部环境温度)超过第三温度阈值时，控制模块生成第一控制指令，控制半导体制冷模块执行制冷功能，可选地，控制器(控制模块)首先启用半导体制冷片、散热风扇和冷风扇；当上述比较结果为第一温度数据(防护服内部温度)超过第二温度阈值，或第二温度数据(外部环境温度)超过第四温度阈值时，控制模块生成第二控制指令，控制半导体制冷模块和水冷系统模块共同执行制冷功能，具体地，控制器(控制模块)同时启用半导体制冷片、散热风扇和冷风扇，以及水泵和循环水模块中的散热风扇。
本申请实施例还提供了一种防护服，该防护服上搭载上述防护服冷却系统。
在一些实施例中，示例性地，请参阅图4，图4是本申请实施例中上述防护服的正面的一个可选的结构示意图，标号14为上述第一传感器，设置在防护服内部，标号15为上述第二传感器，设置在防护服外部，标号16为控制模块，标号17为水泵和水箱。
在一些实施例中，可选地，请参阅图5，图5是本申请实施例中上述防护服的背面的一个可选的结构示意图，标号18为太阳能光伏电源，标号19为备用电源，标号20为水冷散热器。
本申请实施例提供的一种防护服冷却系统及防护服，其通过温度检测模块，检测外部温度数据以及防护服内部温度数据，控制模块根据温度数据生成控制指令，控制半导体制冷模块执行制冷功能。本申请实施例的防护服冷却系统通过温度实时检测自动控制半导体制冷模块的制冷功能的启用和停止，使防护服内部温度达到令人舒适的程度，提高了工作效率和自动化程度，采用半导体制冷模块进行制冷，解决了传统制冷使用制冷剂制冷的问题，并且大大提高了制冷效率，减少了成本和温室效应气体的排放，整体上更为经济和环保，搭载了该防护服冷却系统的防护服可以有效解决因防护服内部温度高导致人体不适的问题。
以上参照附图说明了本申请实施例的优选实施例，并非因此局限本申请实施例的权利范围。本领域技术人员不脱离本申请实施例的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本申请实施例的权利范围之内。
Claims (10)
1.一种防护服冷却系统，其特征在于，包括：
温度检测模块，用于检测第一温度数据和第二温度数据；所述第一温度数据为防护服的内部温度数据；第二温度数据为防护服的外部环境温度数据；
控制模块，用于接收所述第一温度数据以及所述第二温度数据，根据所述第一温度数据以及所述第二温度数据，生成控制指令，控制半导体制冷模块；
所述半导体制冷模块，用于接收所述控制指令，控制半导体制冷片执行制冷功能。
2.根据权利要求1所述的防护服冷却系统，其特征在于，所述系统还包括：
供能模块，用于提供电能以供所述防护服冷却系统运行；
水冷系统模块，用于接收所述控制指令，控制水冷系统执行制冷功能。
3.根据权利要求1所述的防护服冷却系统，其特征在于，所述供电模块包括太阳能光伏电源和备用电源；所述太阳能光伏电源用于吸收太阳光产生电能以供所述防护服冷却系统运行；所述备用电源用于在所述太阳能光伏电源转化电量不足的情况下提供电能以供所述防护服冷却系统运行。
4.根据权利要求2所述的防护服冷却系统，其特征在于，所述控制模块包括温度判别模块；
所述温度判别模块用于设定温度阈值，将所述温度阈值与温度数据进行比较，确定比较结果；所述温度数据包括所述第一温度数据和所述第二温度数据；
所述控制模块用于根据所述比较结果，生成所述控制指令，控制所述半导体制冷模块和所述水冷系统模块。
5.根据权利要求4所述的防护服冷却系统，其特征在于，所述温度阈值包括第一温度阈值、第二温度阈值、第三温度阈值以及第四温度阈值；所述第一温度阈值和所述第二温度阈值，用于与所述第一温度数据进行比较；所述第三温度阈值和所述第四温度阈值，用于与所述第二温度数据进行比较；
当所述比较结果为所述第一温度数据超过所述第一温度阈值，或所述第二温度数据超过所述第三温度阈值时，所述控制模块用于生成第一控制指令，控制所述半导体制冷模块执行制冷功能；
当所述比较结果为所述第一温度数据超过所述第二温度阈值，或所述第二温度数据超过所述第四温度阈值时，所述控制模块用于生成第二控制指令，控制所述半导体制冷模块和所述水冷系统模块共同执行制冷功能。
6.根据权利要求1所述的防护服冷却系统，其特征在于，所述半导体制冷模块包括半导体制冷片、第一风机和第二风机；
所述半导体制冷片包括冷端和热端；所述冷端用于产生冷量并释放；所述热端用于产生热量并释放；
所述第一风机为散热风扇，用于配合所述热端使热量从防护服内部向环境外部进行散热；
所述第二风机为冷风扇，用于配合所述冷端，加强冷量的释放。
7.根据权利要求1-6任一项所述的防护服冷却系统，其特征在于，所述水冷系统模块包括金属水道板和循环水模块；
所述金属水道板贴近所述冷端，用于接收冷量以使所述循环水降温冷却；
所述循环水模块用于执行散热功能以及制冷功能，实现防护服内部与外部环境之间的热量交换以及增强制冷效果。
8.根据权利要求7所述的防护服冷却系统，其特征在于，所述循环水模块包括水冷散热器、水泵、水箱以及第三风机；
所述水冷散热器用于执行散热功能；
所述水箱用于提供循环水；
所述水泵用于提供动力，带动所述循环水进行流动，执行制冷功能；
所述第三风机为散热风扇，用于使热量从防护服内部向环境外部进行散热。
9.根据权利要求1所述的防护服冷却系统，其特征在于，所述温度检测模块包括第一传感器和第二传感器；
所述第一传感器为温度传感器，用于检测所述第一温度数据；
所述第二传感器为温度传感器，用于检测所述第二温度数据。
10.一种防护服，其特征在于，所述防护服上搭载如权利要求1-9任一项所述的防护服冷却系统。
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