CN218483810U - 一种半导体热交换空调衣 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种半导体热交换空调衣，其包括衣物、匹配设置在所述衣物上的制冷单元、散热单元、供电单元和控制盒；衣物为夹层结构且包括外衬和内衬；外衬与所述内衬之间均匀设置有支撑柱，以将内衬撑起，使外衬与内衬之间均匀形成循环风道；内衬采用透气面料；外衬上还匹配设置有内外循环控制阀门；制冷单元设置在外衬与内衬之间，其包括风机、冷排鳍片和半导体制冷片；散热单元安装在衣物上，其包括匹配安装在外衬上的水冷头、水泵、散热水箱和散热风扇。本实用新型散热降温效率高、效果好且能耗低，能实现内循环制冷，穿着轻便舒适，续航时间长，通过模块化设计，易于生产拆装且制造成本低。

Description

一种半导体热交换空调衣

技术领域

本实用新型涉及一种降温制冷衣，具体涉及一种半导体热交换空调衣。

背景技术

在极端高温环境下工作，若没有提前做好防暑降温措施，很容出现中暑、脱水等健康问题，给人们身体健康和生命安全带来了严重隐患，即便勉强在极端高温天气环境下工作，但工作效率也会大打折扣，会严重影响和拖慢工作进度。同时，平时遇到的火灾现场也会出现极端高温的情况，尤其在遭遇大型火灾时，消防员救火时，为了避免被烧伤或烫伤，都会穿着厚厚的耐火耐高温的防护服，然而这种防护服基本没有降温效果，消防员进入到火灾现场持续长时间的进行灭火工作时，身体极易出现中暑、虚脱、脏器衰竭等一系列健康问题，严重的话还会危及生命。目前市场上出现了一些能够降温的空调衣，但多以风扇散热降温为主，不仅能耗过高、降温方式单一，而且还过于笨重，穿着不够轻便，制作成本也过高，功耗高，难以轻薄化。因此，目前急需设计一种能实时实现降温或制冷的空调衣，以满足人们在高温恶劣环境下工作的需要。

发明内容

针对上述背景技术中存在的技术问题，本实用新型提出了一种结构设计简单、合理，散热降温效率高、效果好且能耗低，能实现内循环制冷，穿着轻便舒适，续航时间长，通过模块化设计，易于生产拆装且制造成本低的半导体热交换空调衣。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种半导体热交换空调衣，包括衣物、匹配设置在所述衣物上的制冷单元、散热单元、供电单元和控制盒；

所述衣物为夹层结构且包括外衬和内衬；所述外衬与所述内衬之间均匀设置有支撑柱，以将所述内衬撑起，使所述外衬与内衬之间均匀形成循环风道；所述内衬采用透气面料；所述外衬上还匹配设置有内外循环控制阀门；

所述制冷单元匹配设置在所述外衬与内衬之间，其包括风机、冷排鳍片和半导体制冷片；所述风机固定在所述外衬与内衬之间且通过线束与所述控制盒电连接；所述冷排鳍片匹配固定所述风机的出风口一侧且散冷面朝向所述内衬；所述半导体制冷片匹配固定在所述冷排鳍片上且与所述控制盒电连接；所述半导体制冷片的冷端固定于所述冷排鳍片的吸冷面，热端朝向所述外衬；

所述散热单元安装在所述衣物上，其包括匹配安装在所述外衬上的水冷头、水泵、散热水箱和散热风扇；所述水冷头的一侧面与所述半导体制冷片的热端匹配贴合固定；所述水泵和散热风扇均通过线速与所述控制盒电连接；所述散热风扇的出风口正对所述散热水箱；所述水泵的进水口通过软管与所述水冷头的出水接头匹配连接，所述水泵的出水口通过软管与所述散热水箱的进水口匹配连接，所述散热水箱的出水口通过软管与所述水冷头的进水接头匹配连接。

所述半导体热交换空调衣，其中：所述供电单元可拆卸式安装在所述衣物上，其包括电源座和蓄电池；所述电源座为可充电电源座，其可拆卸式安装在所述衣物外侧且匹配设有电池安装槽和外接电源插口；所述蓄电池匹配可拆卸式安装于所述电池安装槽内。

所述半导体热交换空调衣，其中：所述控制盒可拆卸式安装在所述衣物上，其包括盒体、PCB板、温度传感器、控制开关、供电接口和电源输出接口；所述盒体安装在所述衣物上方便操作的位置且内部具有容纳空间；所述PCB板匹配设在所述盒体内侧且与所述电源座电连接；所述温度传感器匹配设置在所述盒体外侧，用于采集衣物内外温度并与所述PCB板电连接；所述控制开关、供电接口和电源输出接口匹配设置在所述盒体的外侧且均与所述PCB板电连接；所述控制开关还通过线束分别与所述风机、半导体制冷片、水泵和散热风扇电连接；所述供电接口还通过供电线束与所述电源座电连接；所述电源输出接口还通过电源输出线束分别与所述风机和散热风扇电连接。

所述半导体热交换空调衣，其中：所述外衬采用橡胶外壳且内侧面均匀凸设有乳胶材质的所述支撑柱。

所述半导体热交换空调衣，其中：所述衣物沿着门襟线还匹配安装有拉链。

所述半导体热交换空调衣，其中：所述衣物沿着领嘴线、袖窿线、门襟线及腰节线还匹配固定有支撑骨；所述支撑骨位于所述外衬与内衬之间；位于所述衣物的左右袖窿线上的支撑骨的中部之间通过安装骨相连。

所述半导体热交换空调衣，其中：所述风机采用微型风机且可拆卸式安装在所述安装骨靠内一侧；所述冷排鳍片匹配安装在所述风机的出风口一侧的所述安装骨上。

所述半导体热交换空调衣，其中：所述水冷头可拆卸式安装在所述衣物的后颈部处的所述安装骨上；所述水泵可拆卸式安装在所述衣物的后背腰节部处的所述支撑骨上；所述散热水箱可拆卸式安装在所述衣物的后背腰节处的所述支撑骨上。

采用上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型半导体热交换空调衣结构设计合理，能实现实现对温度的实时控制，利用遍布衣物全身的风道将产生的气体传导至人体表面，再利用控制盒对制冷单元、散热单元进行控制，来达到使人体舒适的温度，实现降温制冷效果，并用最少的能耗达成目的；制冷效率高，能耗低，穿着舒适，长时间使用不会引起不适，续航时间长，产品尺寸小，重量轻，外观美观，模块化设计，易于生产，生产经济性高拓展性强且更容易满足不同需求。

本实用新型采用模块化设计，制冷单元与衣物以及供电单元等均可快速拆卸，衣物的内衬和外衬之间通过支撑柱形成有循环风道，衣物还设有内外循环控制阀门，通过打开或关闭内外循环控制阀门，可在循环风道内实现内循环制冷。

本实用新型通过将风机、散热单元进行小型化设计，通过优化运行程序来降低能耗，增加工作时间及效率，用遍布衣物的风道来实现产品的轻量化并相比于其他的设计能更加温和的将温度传导到人体维持作为衣物属性的美观，利用模块化设计来减少不同尺寸不同型号不同客户需求的产品的生产经济性。

本实用新型除了应用于消防，还可在民众中推广应用，以满足人们在高温天气下的出行需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型半导体热交换空调衣的主视图；

图2为本实用新型半导体热交换空调衣的后视图；

图3为本实用新型半导体热交换空调衣的衣物的内部结构示意图；

图4为本实用新型半导体热交换空调衣的结构连接原理示意图。

注释：图1和图2中的带箭头虚线用于表示空气循环流向。图4中的带箭头虚线分别用于表示空气循环流向和冷却水流向。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中”、“上”、“下”、“左”、“右”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合具体的实施方式对本实用新型做进一步的解释说明。

如图1至4所示，本实施例提供的半导体热交换空调衣，包括衣物1、制冷单元2、散热单元3、供电单元4和控制盒5。

该衣物1为夹层结构且包括外衬11和内衬12；该外衬11采用橡胶外壳且用于进行保温，该外衬11的内侧面均匀凸设有乳胶材质的支撑柱13；该内衬12匹配缝制在该外衬11的内侧面上并通过支撑柱13撑起，该内衬12采用透气面料且用于将空气与身体肌肤进行热交换；该支撑柱13将内衬12撑起后，使衣物1的外衬11与内衬12之间均匀形成循环风道14，通过设置循环风道14，将所产生的一定温度的气体传导至人体表面，即将制冷单元2产生的低温空气经由循环风道14在衣物1内进行循环。该衣物1沿着门襟线还匹配安装有方便穿脱的拉链15。其中，本实施例中该衣物1沿着领嘴线、袖窿线、门襟线及腰节线还匹配固定有支撑骨；位于衣物1左右袖窿线的支撑骨的中部之间通过一根安装骨相连；该支撑骨位于该外衬11与内衬12之间，用于在衣物1穿上后将其定型支撑，避免衣物1与人体过度贴合而不通气。

该制冷单元2匹配安装在衣物1的后颈部中央处，具体是设置在该衣物1后颈部中央处的外衬11与内衬12之间，其包括风机21、冷排鳍片22和半导体制冷片23。该风机21采用微型风机，其匹配可拆卸式安装在该衣物1的安装骨中部靠内一侧且通过线束与控制盒5电连接。该冷排鳍片22匹配固定在该风机21的出风口一侧的安装骨上且散冷面朝向衣物1的内衬。该半导体制冷片23匹配固定于该冷排鳍片22上且与控制盒5电连接，其冷端与该冷排鳍片22的吸冷面固定，热端朝向衣物1的外衬11；该半导体制冷片23负责进行热交换，主要是将一侧的热量转移至另一侧，当对调半导体制冷片23输入的正负极时，半导体制冷片23的冷热端可进行互换。该制冷单元2在工作时将低温传导至冷排鳍片22并由风机21将经由冷排鳍片22降温过的空气吹入到衣物1的循环风道14内进行循环。本实施例中,该半导体制冷片23的尺寸为40mm×40mm，厚度≤5mm，功率≤100W；该风机21采用超薄微型涡轮风机，厚度≤10mm，功率≥20W。

该散热单元3可拆卸式安装在衣物1的背部外侧，其包括水冷头31、水泵32、散热水箱33和散热风扇34。其中，该水冷头31可拆卸式安装在衣物1的后颈部中央处的安装骨上且位于外衬11外侧；该水冷头31一侧面与该制冷单元2的半导体制冷片23的热端匹配贴合固定，以对半导体制冷片23的热端进行降温，防止因半导体制冷片23负荷过高而损坏；该水冷头31内部具有密封容纳空间，其底侧匹配固设有进水接头311和出水接头312。该水泵32可拆卸式安装在衣物1的后背腰节部中央处的支撑骨上且位于外衬11外侧，该水泵32通过线速分别与控制盒5电连接；该散热水箱33也可拆卸式安装在衣物1的后背腰节部处的支撑骨上且位于外衬11外侧；该散热风扇34与散热水箱33安装为一体，该散热风扇34的出风口正对该散热水箱33，该散热风扇34通过线束与该控制盒5电连接；该水泵32的进水口通过软管35与该水冷头31的出水接头312匹配连接，该水泵32的出水口也通过软管35与该散热水箱33的进水口匹配连接，该散热水箱33的出水口通过软管35与该水冷头31的进水接头311匹配连接。该散热水箱33、水冷头31和软管35内均充填有冷却水；该散热单元3将制冷单元2产生的热量通过水冷头31传导至软管35的冷却水中，经由水泵32循环至散热水箱33，热量在散热水箱33被散热风扇34吹出至外部空气中。

该供电单元4可拆卸式安装在衣物1外侧，其包括电源座和蓄电池；该电源座可拆卸式安装在衣物1外侧，该电源座上匹配设有电池安装槽和外接电源插口。该蓄电池匹配可拆卸式安装于该电池安装槽内，其容量为10000mah～5000mah。该电源座为可充电电源座，其可通过外接电源插头直接接市电或者其他蓄电池进行供电，也可以直接通过安装电池进行供电，方便在野外工作情况下使用。该电源座为快拆式设计，可便携进行电池的更换或拆装。

该控制盒5可拆卸式安装在衣物1外侧，其包括盒体、PCB板、温度传感器、控制开关、供电接口和电源输出接口。该盒体安装在衣物1外侧方便操作的位置且内部具有容纳空间；该PCB板匹配设在该盒体内侧且与供电单元4的电源座41电连接；该温度传感器匹配设置在该盒体外侧，用于采集衣物内外温度并与该PCB板电连接；该控制开关匹配设置在该盒体一侧外部且与PCB板电连接，该控制开关还通过线束分别与该风机21、半导体制冷片23、水泵32和散热风扇34电连接；该供电接口和电源输出接口匹配设置在该盒体另一侧外部且与PCB板电连接；该供电接口通过供电线束与该供电单元4的电源座电连接，该电源输出接口通过电源输出线束分别匹配与该制冷单元2的风机21和该散热单元3的散热风扇34电连接。

该衣物1的外衬11的底角处还匹配设置有内外循环控制阀门16，通过打开或关闭内外循环控制阀门16，可在衣物1的循环风道内实现内循环和外循环的制冷。

本实用新型的热交换原理为：

内循环过程为：关闭内外循环控制阀门16，启动控制盒5的控制开关，使制冷单元2的半导体制冷片23和风机21同时开始工作，半导体制冷片23产生的冷气由冷排鳍片22向外排出，再通过风机21将冷排鳍片22排出的冷气吹进衣物1的循环风道内，实现循环制冷。

外循环过程为：打开内外循环控制阀门16，启动控制盒5的控制开关，使制冷单元2的风机21开始工作，此时通过风机21将外环境的冷气透过外循环控制阀门16被抽吸进衣物1的循环风道内，实现循环制冷。

本实用新型是通过制冷片进行热交换，再由风机21通过衣物1内置的风道14，将所产生的一定温度的气体传导至人体表面。

本实用新型采用模块化设计，制冷单元与衣物以及供电单元等均可快速拆卸，衣物的内衬和外衬之间通过支撑骨形成有循环风道，衣物还设有内外循环控制阀门16，通过打开或关闭内外循环控制阀门16，可在循环风道内实现内循环制冷。

本实用新型通过将风机、散热单元进行小型化设计，通过优化运行程序来降低能耗，增加工作时间及效率，用遍布衣物1的风道14来实现产品的轻量化并相比于其他的设计能更加温和的将温度传导到人体维持作为衣物1属性的美观，利用模块化设计来减少不同尺寸不同型号不同客户需求的产品的生产经济性。

本实施例中，该水冷头31、水泵32、散热水箱33、散热风扇34、供电单元4和控制盒5可直接设置在衣物1的外侧，也可隐藏设计。

本实用新型功能多，制冷效率高，能耗低，穿着舒适，长时间使用不会引起不适，续航时间长，产品尺寸小，重量轻，外观美观，模块化设计，易于生产，生产经济性高拓展性强且更容易满足不同需求。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种半导体热交换空调衣，包括衣物；其特征在于：所述空调衣还包括匹配设置在所述衣物上的制冷单元、散热单元、供电单元和控制盒；

所述衣物为夹层结构且包括外衬和内衬；所述外衬与所述内衬之间均匀设置有支撑柱，以将所述内衬撑起，使所述外衬与内衬之间均匀形成循环风道；所述内衬采用透气面料；所述外衬上还匹配设置有内外循环控制阀门；

所述制冷单元匹配设置在所述外衬与内衬之间，其包括风机、冷排鳍片和半导体制冷片；所述风机固定在所述外衬与内衬之间且通过线束与所述控制盒电连接；所述冷排鳍片匹配固定所述风机的出风口一侧且散冷面朝向所述内衬；所述半导体制冷片匹配固定在所述冷排鳍片上且与所述控制盒电连接；所述半导体制冷片的冷端固定于所述冷排鳍片的吸冷面，热端朝向所述外衬；

所述散热单元安装在所述衣物上，其包括匹配安装在所述外衬上的水冷头、水泵、散热水箱和散热风扇；所述水冷头的一侧面与所述半导体制冷片的热端匹配贴合固定；所述水泵和散热风扇均通过线速与所述控制盒电连接；所述散热风扇的出风口正对所述散热水箱；所述水泵的进水口通过软管与所述水冷头的出水接头匹配连接，所述水泵的出水口通过软管与所述散热水箱的进水口匹配连接，所述散热水箱的出水口通过软管与所述水冷头的进水接头匹配连接。

2.如权利要求1所述的半导体热交换空调衣，其特征在于：所述供电单元可拆卸式安装在所述衣物上，其包括电源座和蓄电池；所述电源座为可充电电源座，其可拆卸式安装在所述衣物外侧且匹配设有电池安装槽和外接电源插口；所述蓄电池匹配可拆卸式安装于所述电池安装槽内。

3.如权利要求2所述的半导体热交换空调衣，其特征在于：所述控制盒可拆卸式安装在所述衣物上，其包括盒体、PCB板、温度传感器、控制开关、供电接口和电源输出接口；

所述盒体安装在所述衣物上方便操作的位置且内部具有容纳空间；

所述PCB板匹配设在所述盒体内侧且与所述电源座电连接；

所述温度传感器匹配设置在所述盒体外侧，用于采集衣物内外温度并与所述PCB板电连接；

所述控制开关、供电接口和电源输出接口匹配设置在所述盒体的外侧且均与所述PCB板电连接；所述控制开关还通过线束分别与所述风机、半导体制冷片、水泵和散热风扇电连接；

所述供电接口还通过供电线束与所述电源座电连接；所述电源输出接口还通过电源输出线束分别与所述风机和散热风扇电连接。

4.如权利要求1所述的半导体热交换空调衣，其特征在于：所述外衬采用橡胶外壳且内侧面均匀凸设有乳胶材质的所述支撑柱。

5.如权利要求1所述的半导体热交换空调衣，其特征在于：所述衣物沿着门襟线还匹配安装有拉链。

6.如权利要求1所述的半导体热交换空调衣，其特征在于：所述衣物沿着领嘴线、袖窿线、门襟线及腰节线还匹配固定有支撑骨；所述支撑骨位于所述外衬与内衬之间；位于所述衣物的左右袖窿线上的支撑骨的中部之间通过安装骨相连。

7.如权利要求6所述的半导体热交换空调衣，其特征在于：所述风机采用微型风机且可拆卸式安装在所述安装骨靠内一侧；所述冷排鳍片匹配安装在所述风机的出风口一侧的所述安装骨上。

8.如权利要求6所述的半导体热交换空调衣，其特征在于：所述水冷头可拆卸式安装在所述衣物的后颈部处的所述安装骨上；所述水泵可拆卸式安装在所述衣物的后背腰节部处的所述支撑骨上；所述散热水箱可拆卸式安装在所述衣物的后背腰节处的所述支撑骨上。

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