CN213074499U - 恒温空调衣 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种恒温空调衣，包括半导体制冷模块、电源系统、甲衣、控制系统，所述甲衣内装有半导体制冷模块、电源系统和控制系统，所述的半导体制冷模块包括半导体制冷片、隔热垫、衣内侧换热端和衣外侧换热端，所述半导体制冷片通过导热胶与衣内侧换热端和衣外侧换热端连接，所述衣内侧换热端由直接与半导体制冷片连接的金属板及与金属板连接的换热金属丝网组成，所述衣外侧换热端由直接与半导体制冷片连接的金属型材及散热风扇组成；所述半导体制冷片和散热风扇通过控制系统连接电源系统。本实用新型结构简单合理，无运动部件，制冷/制热速度快，低压直流电供电，安全可靠等特点。

Description

恒温空调衣

技术领域

本实用新型涉及一种医疗制冷空调设备，尤其是一种恒温空调衣。

背景技术

今年突然爆发的新冠病毒，使一线医护人员和其他工作人员穿上了厚厚的防护服，全身湿透，体力消耗大，如何能够既有效防护，又能改善他们工作时的舒适性，是制冷空调专业人员的使命和责任。并且因为温室效应，全球气温逐年升高，尤其是近几年频频出现极端天气，由于职业的关系，不仅是奋斗在一线的医生，其他职业的工作人员也要在这样的环境中工作，比如交警、建筑工人、电力维护工人、快递员等等。而室外露天工作人员可得的防暑降温和保暖措施十分有限，高温中暑和冻伤事件时有发生。

为了解决人员恶劣环境下的工作舒适性和工作效率，目前，已研制数种空调衣。包括：①通风型空调衣，即在空调衣的某个部位设置若干只小型通风扇，将环境空气吹入空调衣与人体之间，气流带走体表的汗液，蒸发吸热，从而产生较低的体表温度，改善人体舒适性。其优点是系统简单，仅需设置通风扇和通风扇蓄电池。其缺点是冷却效果实际取决于环境空气的温湿度，当环境温湿度相对较高时，降温效果很差。并且向空调衣内吹空气，要求空调衣的密封性要好，衣内气压升高，空调衣非常臃肿，不利于穿戴人员的工作。②水冷型空调衣，在衣内设置微型管路组成的管网和水泵，将冷水打入，吸收人体热量后流出。冷水的冷源一般来自于空调衣外设置的制冷机或空调衣上设置的小型制冷装置。优点是冷却效果好；而缺点是空调衣重量过大，穿戴人员负担很重，如外接制冷机，则严重限制了穿戴人员的活动范围。③蓄能型空调衣，在衣内设置蓄能模块，存蓄冷量或热量，再穿戴人员工作时，缓慢释放冷量或热量，改善人体的舒适性。其优点是，穿戴人员可以自由活动，不受空间限制；其缺点是蓄能材料的蓄热/蓄冷量有限，释放后则无持续制冷降温/制热供暖的效果。④空气膨胀式制冷空调衣，设置透平式压缩机、透平式膨胀机、散热器和散热风扇，空气压缩后在衣外侧散热器散热降温，再进入膨胀机膨胀制冷，进入衣内承担热负荷，降低人体温度。其优点是直接以空气作为制冷介质；其缺点是制冷系统过于复杂，透平式压缩机和透平式膨胀机均属于高速旋转的叶轮机械，安装在穿戴设备上存在一定的危险性，并且重量过大。

综上，目前尚无轻便舒适、无运动机械、无噪声、使用寿命长、兼具制冷/制热的恒温空调衣，以便在恶劣环境下工作的人员穿戴，以改善其工作舒适性和工作效率。

发明内容

本实用新型是要提供一种恒温空调衣，其目的在于为在恶劣环境工作下的工作人员提供制冷降温或制热保暖，以提高其工作舒适性和工作效率。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种恒温空调衣，包括半导体制冷模块、电源系统、甲衣、控制系统，所述甲衣内装有半导体制冷模块、电源系统和控制系统，所述的半导体制冷模块包括半导体制冷片、隔热垫、衣内侧换热端和衣外侧换热端，所述半导体制冷片通过导热胶与衣内侧换热端和衣外侧换热端连接，所述衣内侧换热端由直接与半导体制冷片连接的金属板及与金属板连接的换热金属丝网组成，所述衣外侧换热端由直接与半导体制冷片连接的金属型材及散热风扇组成；所述半导体制冷片和散热风扇通过控制系统连接电源系统。

进一步，所述半导体制冷片采用高性能热电效应的半导体。

进一步，所述电源系统采用可换的双电源供电模块，当穿戴人员需要大范围活动时，所述双电源供电模块接入供电或更换已充电的电池；当穿戴人员仅在小范围活动时，所述双电源供电模块卸下，以减轻穿戴重量，而将直流电源线接口接入，直流电源另一端通过开关电源适配器插在插线板上。

进一步，所述半导体制冷片四周设置隔热垫，以防止衣内侧换热端和衣外侧换热端的漏热。

进一步，所述隔热垫采用导热系数低而柔软的橡胶或胶木板或层压布板，所述隔热垫的外侧缝制拉链，以便与空调衣进行连接和拆卸。

进一步，所述换热金属丝网为经过防腐蚀和人体舒适性处理的柔性材料，与抗菌面料混编，并通过魔术贴与空调衣的内侧进行连接，方便拆装。

进一步，所述的甲衣采用抗菌面料，以提高其适用性、通用性和安全性。

进一步，所述的控制系统设置线控装置，以控制半导体制冷模块的制冷/制热模式切换、制冷量/制热量设定，提高恒温空调衣的智能性和舒适性以及设置衣内侧换热端温度传感器和衣外侧换热端温度传感器。

进一步，所述的衣内侧换热端的金属板和换热金属丝网选用导热系数高的铜或铝或铜和铝合金制作。

进一步，所述的衣外侧换热端的金属型材为翅片换热器，材质为导热系数高的铜或铝或铜和铝合金。

本实用新型与现有技术相比，具有的有益效果是：本实用新型的恒温空调衣能够持续制冷/制热，当穿戴人员在小范围内活动时，可以采用直流电源适配器及连接线进入半导体制冷模块，实现持续工作；当穿戴人员在大范围内自由活动时，可以采用电池模块供电，并携带多块电池模块用以更换，一方面可以实现空调衣的持续工作，另一方面，单块电池模块重量适中，装在空调衣上的重量不至过大，携带的多块电池模块可以放置在行李包或交通工具中，减轻穿戴人员的负担和体力消耗。空调衣内侧的换热金属丝网，能够扩大与人体接触的换热面积和降低与人体的温差，在制冷降温或制热保暖时，不至于过凉或过烫，提高舒适性。

因此，本实用新型可以克服现有各种空调衣在重量、制冷/制热持续性、制冷/制热模式转换、制冷量/制热量的调节等方面的缺陷；同时，本实用新型结构简单合理、无运动部件，制冷/制热速度快，低压直流电供电，安全可靠等。

附图说明

图1为本实用新型的恒温空调衣的穿戴示意图；

图2为本实用新型的恒温空调衣的半导体制冷模块剖视图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1，2所示，一种恒温空调衣，包括半导体制冷模块1、换热金属丝网2、衣外侧换热风扇3、电源系统4、甲衣、控制系统5、半导体制冷片6、导热胶7、衣内侧换热板8、隔热垫9、衣外侧换热金属型材10等。工作人员穿戴后，根据工作环境和自身体感的需要，通过控制系统选择制冷或制热模式以及制冷量或制热量的大小，直至体感舒适为止。

半导体制冷模块1包括半导体制冷片6、隔热垫9、衣内侧换热端和衣外侧换热端。半导体制冷片6采用高性能热电效应的半导体，通入直流电源后，在其一侧产生吸热，另一侧产生放热，而调换直流电的正负极后，其吸热/放热侧也发生调换，因此作为恒温空调衣的冷源/热源。制冷片通过导热胶与衣内侧换热端和衣外侧换热端连接。为防止衣内侧换热端和衣外侧换热端的漏热，在半导体制冷片一周设置隔热垫。衣内侧换热端由直接与半导体制冷片6连接的金属板及与金属板连接的换热金属丝网2组成。换热金属丝网2为柔性材料，并进行防腐蚀和人体舒适性处理。衣外侧换热端由直接与半导体制冷片6连接的衣外侧换热金属型材10及衣外侧换热风扇3组成。

电源系统4采用双电源供电模式，当穿戴人员需要大范围活动时，可以将电池模块接入供电，并在工具包中携带多块已充电的电池，便于更换，既延长恒温空调衣保障时长，又降低穿戴在人体上电池的重量；当穿戴人员仅在小范围活动时，可以将电池模块卸下，以减轻穿戴重量，而将直流电源线接口接入，直流电源另一端通过开关电源适配器插在插线板上，非常适合于岗位相对固定的穿戴人员，例如户外检疫检查的医护人员和安保人员。电源接口采用两芯防水航空插头，避免人体汗水或其他淋在衣服上的水而造成设备短路等故障。

甲衣采用抗菌面料，以提高其适用性、通用性和安全性。

控制系统5设置线控装置以控制恒温空调衣半导体制冷模块的制冷/制热模式切换、制冷量/制热量设定等，提高恒温空调衣的智能性和舒适性。设置衣内侧换热端温度传感器和衣外侧换热端温度传感器，不使最低温度过低或最高温度过高，而引起人体局部不适和半导体制冷片烧毁。

衣外侧换热端的金属型材为翅片换热器，材质为导热系数高的铜或铝或其合金。衣内侧换热端的金属板和换热金属丝网可选用导热系数高的铜或铝或其合金制作。

隔热垫9可采用橡胶、胶木板或层压布板等导热系数低而柔软的材料。隔热垫9的外侧缝制拉链，以便与空调衣进行连接和拆卸。所述的换热金属丝网为柔性材料，与抗菌面料混编，并通过魔术贴与空调衣的内侧进行连接，方便拆装。

本实用新型的具体工作过程如下：

当工作人员穿戴本实用新型的恒温空调衣时，半导体制冷模块1位于后背中间位置，换热金属丝网2包覆人体后背和后腹部部分区域，如图1所示，不会影响穿戴人员的弯腰、转身等工作。根据环境条件和自身体感，通过控制系统5选择制冷模式或制热模式，并选择制冷量或制热量，并且在工作过程中，可以随时调节。半导体制冷片6启动制冷或制热运行，通过衣外侧换热金属型材10和换热风扇3向环境放热或吸热，通过衣内侧换热金属板8和金属丝网2从人体及内衣等吸热或放热，实现制冷降温或制热保暖。

衣内侧换热金属丝网仅包覆人体后背和后腹部，尺码具有通用性，适合各种身材的人员穿戴。半导体制冷模块的衣内侧换热端采用金属板和换热金属丝网，可以扩大冷源/热源与人体的换热面积，降低人体与换热端之间的温差，不会出现过凉或过烫的现象，提高制冷降温或制热保暖时的舒适性。衣外侧换热端的金属型材和换热风扇进行防尘和防水处理，满足在砂尘、淋雨等环境条件下稳定高效工作。

恒温空调衣采用两种供电接口，适合穿戴人员不同的工作需要，当进行小范围活动或固定岗位时，可以直接采用直流电源适配器及连接线给半导体制冷模块1供电；当进行大范围自由活动时，可以佩戴电池模块给半导体制冷模块1供电。

本实用新型的保护范围不仅仅局限于上述实施例，只要结构与本实用新型一种恒温空调衣结构示意图相同，就落在本实用新型保护的范围。

Claims (9)

1.一种恒温空调衣，包括半导体制冷模块、电源系统、甲衣、控制系统，其特征在于：所述甲衣内装有半导体制冷模块、电源系统和控制系统，所述的半导体制冷模块(1)包括半导体制冷片(6)、隔热垫(9)、衣内侧换热端和衣外侧换热端，所述半导体制冷片(6)通过导热胶(7)与衣内侧换热端和衣外侧换热端连接，所述衣内侧换热端由直接与半导体制冷片(6)连接的金属板(8)及与金属板(8)连接的换热金属丝网(2)组成，所述衣外侧换热端由直接与半导体制冷片(6)连接的金属型材(10)及散热风扇(3)组成；所述半导体制冷片(6)和散热风扇(3)通过控制系统(5)连接电源系统。

2.根据权利要求1所述恒温空调衣，其特征在于：所述电源系统(4)采用可换的双电源供电模块，当穿戴人员需要大范围活动时，所述双电源供电模块接入供电或更换已充电的电池；当穿戴人员仅在小范围活动时，所述双电源供电模块卸下，以减轻穿戴重量，而将直流电源线接口接入，直流电源另一端通过开关电源适配器插在插线板上。

3.根据权利要求1所述恒温空调衣，其特征在于：所述半导体制冷片(6)四周设置隔热垫(9)，以防止衣内侧换热端和衣外侧换热端的漏热。

4.根据权利要求3所述恒温空调衣，其特征在于：所述隔热垫(9)采用导热系数低而柔软的橡胶或胶木板或层压布板，所述隔热垫(9)的外侧缝制拉链，以便与空调衣进行连接和拆卸。

5.根据权利要求1所述恒温空调衣，其特征在于：所述换热金属丝网(2)为经过防腐蚀和人体舒适性处理的柔性材料，与抗菌面料混编，并通过魔术贴与空调衣的内侧进行连接，方便拆装。

6.根据权利要求1所述恒温空调衣，其特征在于：所述的甲衣采用抗菌面料，以提高其适用性、通用性和安全性。

7.根据权利要求1所述恒温空调衣，其特征在于：所述的控制系统(5)设置线控装置，以控制半导体制冷模块(1)的制冷/制热模式切换、制冷量/制热量设定，提高恒温空调衣的智能性和舒适性以及设置衣内侧换热端温度传感器和衣外侧换热端温度传感器。

8.根据权利要求1所述恒温空调衣，其特征在于：所述的衣内侧换热端的金属板(8)和换热金属丝网(2)选用导热系数高的铜或铝或铜和铝合金制作。

9.根据权利要求1所述恒温空调衣，其特征在于：所述的衣外侧换热端的金属型材(10)为翅片换热器，材质为导热系数高的铜或铝或铜和铝合金。

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