CN214547340U - 医用防护服可拆卸式半导体制冷空调装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种医用防护服可拆卸式半导体制冷空调装置，在医用防护服内的人体上穿着具有半导体制冷空调装置的马夹，其结构为在马夹的前胸上设置着制冷循环管道、微电脑温控器和旋钮开关，位于制冷循环管道下方的马夹上设置着具有金属水套的半导体制冷片、循环水泵和制冷剂瓶，在马夹的后背上自上而下依次设置着稳压器、供电自动切换模块、电风扇和电源，电风扇排风管的出口与医用防护服的连体头套连通，光伏板外挂在医用防护服外的后背上。本实用新型结构合理，具有降温、通风和除湿的作用，采用电能、太阳能互补供电，同时把降温除湿装置设计成可拆卸，使防护服内部的设置可以多次利用，提高利用率，保护医护防疫人员健康。

Description

医用防护服可拆卸式半导体制冷空调装置

技术领域

本实用新型属于医用防护服结构的改进，特别是一种医用防护服可拆卸式半导体制冷空调装置。

背景技术

在新型冠状肺炎爆发后，大批医疗工作者奔赴武汉。许多医护防疫人员仍在使用就是防护服，然而旧式防护服的许多弊端：传统的防护服仅仅考虑到了隔离而没有考虑到通风除湿，以及超负荷工作下防疫人员体温上升，以及在露天环境下工作的防疫人员的炎热的工作环境，对医护人员的身体素质是一个极大的考验。

对市面上大部分类型的空调服研究时发现：半导体制冷空调服虽然轻便，可是制冷效率低，而且制冷片会以发热的形式损耗大部分能量；压缩空气制冷空调服虽然效率高，可是压缩机笨重且要消耗大量电力，便携性较弱；风扇降温空调服虽然耗电少重量轻，可对于热空气和封闭的服装就会削弱制冷能力；PCM相变空调服虽然不消耗电力方便携带,但其相变材料可能导致使用者过敏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种医用防护服可拆卸式半导体制冷空调装置，其结构合理，具有降温、通风和除湿的作用，采用电能、太阳能互补供电，同时把降温除湿装置设计成可拆卸，使防护服内部的设置可以多次利用，提高利用率，保护医护防疫人员健康。

本实用新型的目的是这样实现的：一种医用防护服可拆卸式半导体制冷空调装置，包括在人体上穿着的医用防护服，在医用防护服内的人体上穿着具有半导体制冷空调装置的马夹，其结构为在马夹的前胸上设置着制冷循环管道、微电脑温控器和旋钮开关，位于制冷循环管道下方的马夹上设置着具有金属水套的半导体制冷片、循环水泵和制冷剂瓶，在马夹的后背上自上而下依次设置着稳压器、供电自动切换模块、电风扇和电源，电风扇的排风管出口与医用防护服的连体头套连通，光伏板外挂在医用防护服外的后背上。

本实用新型通过将可拆卸式半导体制冷空调装置，装入医用防护服并加装弱光太阳能板、蓄电池实现多能源供给。在应用中，将防护服内部视为一个封闭系统，在这个封闭系统内部装一个由小水泵驱动的闭环软管，加入冰水作为制冷剂，利用帕尔贴制冷原理，在一段软管处进行降温，改善封闭系统内部的温度环境。为了达到除去系统内部水蒸气的目的，采用加装两个小风扇进行通风，而通风所吸入的外部空气，采用静电灭菌的方法进行杀菌，从而实现无菌空气的流通，同时出风处可对半导体制冷热端进行散热，并将从护目镜引出两根软管与防护服内部相连，构成整体封闭环境，从而除去护目镜中的水蒸气，也使得人体皮肤得以通风降温。能源供给采用多能互补的方式，考虑到医护人员工作时间长，封闭系统耗能等原因，在已有可充电电池供能的情况下，采用加装一个弱光太阳能板，在系统待机的时候对系统进行充能，同时，可充电电池采用可更换式，便于循环供给。整个系统的控制以温控为主、手动调节为辅，基本实现了人体环境的自动调控。

在对人体的温度分布进行分析时，发现人体温度最高处为身体上半身，所以可以把温度控制设备都可以集成到一个马夹上，这样便于拆卸。

由于人体温度在不加调节的情况下，在一个封闭系统内部温度会不断升高，又由于防护服不透气导致不能排出防护服内部的水蒸气，从而使系统内部又闷又热。因此决定用微电脑温控器对防护服内部环境进行动态监测和调节，从而保障人体的舒适度。

电器部分主要采用自动控制，在防护服主体位置增设温控传感器并使用微电脑温控器对制冷系统进行控制，通过温度闭环控制系统可以较为精准的控制防护服内部温度，并且保持静电除菌装置常开状态。

考虑到电器元件易发热等问题，决定在通风装置出风端安装半导体导热热端，便于热端散热。小水泵和半导体采用相同开关控制，保证同时启动。同时为制冷片设置调节开关，方便制冷量的调节。

机械部分主要为制冷液循环与降温系统.主要由:制冷片贴合面,水泵,循环管道，制冷剂瓶组成。

电源电池容量20000mAh(3.7V),额定容量12000mAh(3A),理论转化率为：

所以额定输出能量(12V 1.2A)为：

也就是在12V 1.2A下能连续使用4.111小时(理想条件下)。假设：每小时只使用30分钟，线路损耗10%，即：

3.6*2=7.2h，即理论每小时只使用30分钟,线路损耗10%的情况下,可以使用7.2小时。

本实用新型主要是利用半导体制冷技术对弯管内水的换热，并且通过水泵循环全身，涉及的原理：它是介于制冷技术和半导体技术边缘的学科，它利用特种半导体材料构成的P-N结，形成热电偶对，从而产生帕尔贴效应。

半导体制冷片热惯性小，制冷制热时间快，在热端散热良好冷端空载的情况下，通电不到一分钟，制冷片就能达到最大温差。半导体制冷片的单个制冷元件对的功率很小，若组合成电堆，用同类型的电堆串、并联的方法组合成制冷系统的话，功率就可以做的很大，因此制冷功率可以做到几毫瓦到上万瓦的范围。半导体制冷片是电流换能型片件，通过输入电流的控制，可实现高精度的温度控制，再加上温度检测和控制手段，很容易实现遥控、程控、计算机控制，便于组成自动控制系统。

原先温度应高于人体舒适温度范围37℃以上，由于人体持续升温而需要散热就会出汗，从而使防护服内部湿度开始上升。为了防止在防护服内部出现水珠，有了这套设备以后，系统内部风扇以及制冷片就会打开，快速降低循环水温度，同时打开风扇换风除湿。能使内部水蒸气排出，将外部无菌新风送入

预期效果能到温度在25℃-30℃左右，且防护服内无水珠出现，并且拆卸简单，背负重量轻。

有益效果：

1）相对于常规医用防护服内的热湿环境，本项目设计的医用防护服采用半导体制冷空调装置，具有降温除湿的功能，可极大地提高人体的舒适性，解决医用防护服内人体闷热潮湿、甚至面罩起雾影响医疗操作的现象；

2）设计装置为可拆卸式，经紫外光消毒后可重复使用，经济性好；

3）能源供给为太阳能、电能等多能互补方式；

4）采用了以温控微电脑控制为主、手动调节为辅的控制策略；

5）操作简单，易于使用；

6）原材料易得，生产成本低。

本实用新型可以直接改善医用防护服的人体舒适度，以及防疫人员的工作环境，提高工作效率，保护医护防疫人员健康。同时实现多能互补，以及可拆卸使防护服内部设备可以多次使用，提高利用率。实现节能减排的目的。

本实用新型结构合理，具有降温、通风和除湿的作用，采用电能、太阳能互补供电，同时把降温除湿装置设计成可拆卸，使防护服内部的设置可以多次利用，提高了利用率，保护了医护防疫人员健康。

附图说明

下面将结合附图对本实用新型做进一步的描述，图1为本实用新型主视透视结构示意图，图2为图1的后视透视结构示意图，图3为光伏板的主视结构示意图，图4为本实用新型的电气原理示意图，图5为本实用新型的液体循环制冷系统连接结构示意图。

具体实施方式

一种医用防护服可拆卸式半导体制冷空调装置，如图1、图2、图3、图4、图5所示，包括在人体上穿着的医用防护服7，在医用防护服7内的人体上穿着具有半导体制冷空调装置的马夹8，其结构为在马夹8的前胸上设置着制冷循环管道1、微电脑温控器2和旋钮开关6，位于制冷循环管道1下方的马夹8上设置着具有金属水套的半导体制冷片、循环水泵3和制冷剂瓶5，在马夹8的后背上自上而下依次设置着稳压器10、供电自动切换模块11、电风扇12和电源14，电风扇12的排风管13出口与医用防护服的连体头套15连通，光伏板16外挂在医用防护服7外的后背上。光伏板16的正负极接线依次连接着稳压器10、第一充电协议触发器17和供电自动切换模块11的第一接口，电源14为智能电源，其正负极引出线通过串联的第二充电协议触发器18连接着供电自动切换模块11的第二接口，供电自动切换模块11的正负极引出线连接着微电脑温控器2，微电脑温控器2的控制回路上依次连接着电风扇12、循环水泵3、旋钮开关6和第一半导体制冷片4、第二半导体制冷片9，在医用防护服7内上部设置的温控传感器通过导线连接着微电脑温控器2。第一充电协议触发器17、第二充电协议触发器18的型号为极智PD可调诱骗器。制冷剂瓶5的出口管上依次连接着第一半导体制冷片4、循环水泵3、第二半导体制冷片9、制冷循环管道1，制冷循环管道1的出口端连接着制冷剂瓶5的进口，循环水泵3设置的引出线连接着微电脑温控器2。光伏板16的型号为温贝尔柔性充电板，额定电压1.5V，额定电流0.25A，质量15-19g。第一半导体制冷片4、第二半导体制冷片9的型号为TEC1-12705，额定电压12V，额定电流5A，质量8-12g。电风扇12的型号为DS08025S12L，额定电压5-12V，额定电流0.25A，质量200g。循环水泵3的型号为USB-1000，额定电压12V，额定电流0.083A，质量60-100g。电源14的型号为品胜QP快充2，额定电压12V选定，额定电流1.2A选定，质量380g。微电脑温控器2的型号为ZZJP-1412，额定电压12V，质量小于200g。供电自动切换模块11的型号为YX850，额定电压12V。稳压器10为太阳能稳压器，其型号为HSD-120W，额定电压12-30V，额定电流1-3A，质量小于100g。

本实用新型专利由2018年新疆维吾尔自治区高等学校本科教育教学改革研究项目资助(项目名称:面向新工科建设、基于BIM平台的土建类本科学部联合毕业设计创新实践探索 项目编号:2018JG34)。

Claims (12)

1.一种医用防护服可拆卸式半导体制冷空调装置，包括在人体上穿着的医用防护服(7)，其特征是：在医用防护服(7)内的人体上穿着具有半导体制冷空调装置的马夹(8)，其结构为在马夹(8)的前胸上设置着制冷循环管道(1)、微电脑温控器(2)和旋钮开关(6)，位于制冷循环管道(1)下方的马夹(8)上设置着具有金属水套的半导体制冷片、循环水泵(3)和制冷剂瓶(5)，在马夹(8)的后背上自上而下依次设置着稳压器(10)、供电自动切换模块(11)、电风扇(12)和电源(14)，电风扇(12)的排风管(13)出口与医用防护服的连体头套(15)连通，光伏板(16)外挂在医用防护服(7)外的后背上。

2.根据权利要求1所述的医用防护服可拆卸式半导体制冷空调装置，其特征是：光伏板(16)的正负极接线依次连接着稳压器(10)、第一充电协议触发器(17)和供电自动切换模块(11)的第一接口，电源(14)为智能电源，其正负极引出线通过串联的第二充电协议触发器(18)连接着供电自动切换模块(11)的第二接口，供电自动切换模块(11)的正负极引出线连接着微电脑温控器(2)，微电脑温控器(2)的控制回路上依次连接着电风扇(12)、循环水泵(3)、旋钮开关(6)和第一半导体制冷片(4)、第二半导体制冷片(9)，在医用防护服(7)内上部设置的温控传感器通过导线连接着微电脑温控器(2)。

3.根据权利要求2所述的医用防护服可拆卸式半导体制冷空调装置，其特征是：第一充电协议触发器(17)、第二充电协议触发器(18)的型号为极智PD可调诱骗器。

4.根据权利要求1所述的医用防护服可拆卸式半导体制冷空调装置，其特征是：制冷剂瓶(5)的出口管上依次连接着第一半导体制冷片(4)、循环水泵(3)、第二半导体制冷片(9)、制冷循环管道(1)，制冷循环管道(1)的出口端连接着制冷剂瓶(5)的进口，循环水泵(3)设置的引出线连接着微电脑温控器(2)。

5.根据权利要求1所述的医用防护服可拆卸式半导体制冷空调装置，其特征是：光伏板(16)的型号为温贝尔柔性充电板，额定电压1.5V，额定电流0.25A，质量15-19g。

6.根据权利要求1所述的医用防护服可拆卸式半导体制冷空调装置，其特征是：第一半导体制冷片(4)、第二半导体制冷片(9)的型号为TEC1-12705，额定电压12V，额定电流5A，质量8-12g。

7.根据权利要求1所述的医用防护服可拆卸式半导体制冷空调装置，其特征是：电风扇(12)的型号为DS08025S12L，额定电压5-12V，额定电流0.25A，质量200g。

8.根据权利要求1所述的医用防护服可拆卸式半导体制冷空调装置，其特征是：循环水泵(3)的型号为USB-1000，额定电压12V，额定电流0.083A，质量60-100g。

9.根据权利要求1所述的医用防护服可拆卸式半导体制冷空调装置，其特征是：电源(14)的型号为品胜QP快充2，额定电压12V，额定电流1.2A，质量380g。

10.根据权利要求1所述的医用防护服可拆卸式半导体制冷空调装置，其特征是：微电脑温控器(2)的型号为ZZJP-1412，额定电压12V，质量小于200g。

11.根据权利要求1所述的医用防护服可拆卸式半导体制冷空调装置，其特征是：供电自动切换模块(11)的型号为YX850，额定电压12V。

12.根据权利要求1所述的医用防护服可拆卸式半导体制冷空调装置，其特征是：稳压器(10)为太阳能稳压器，其型号为HSD-120W，额定电压12-30V，额定电流1-3A，质量小于100g。

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