[發明專利]太陽能驅動的可穿戴式微型制冷空調系統

無效

• 申請號: 201010107692.1
• 申請日: 2010-02-03
• 公開（公告）號: CN101766342A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發明（設計）人: 劉靜;任萍
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: A41D13/005
• 分類號: A41D13/005;F25B27/00
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;高宇

技術領域

本發明屬于功能服裝領域，特別涉及一種微型化的太陽能驅動的可穿戴式微型制冷空調系統。該可穿戴式微型制冷空調系統可為人體直接提供冷量，且結構簡單，運行狀況穩定，噪聲小，有效利用太陽能，環保實用。

背景技術

在能源、動力、軍事、航空等領域中，高溫是不少人-機系統不可避免的環境因素，它會引起人缺氧和抗荷耐力降低、注意力分散、記憶力減弱、反應靈活性下降等一系列生理、心理變化。這些都嚴重影響著工作人員的工作情緒和身體健康，對工作質量與效率也會產生很大的影響。此外，對于從事高溫作業(例如執勤的警察、交警)、野外作業(例如地質勘測、軍人)的人群，甚至對于旅游和觀看比賽等，預防中暑也尤為重要。

我們知道，人體散熱的途徑不外乎四類：傳導散熱、對流散熱、輻射散熱和蒸發散熱等。因此，在高溫環境下，能夠改善上述因素之一的任何一種途徑均可用于發展新的降溫空調服。高溫環境下，人體皮膚表面若僅靠自然對流散熱和蒸發散熱，則散熱效果有限。因此，一種可能的途徑是采用主動式冷卻，即利用微型制冷系統來為人體降溫，以期營造一種舒適的微氣候環境，使人體獲得熱舒適性。以往此方面的技術思路是攜帶冰塊或使用相變材料降溫，但具有局限性，不可控性以及持續時間短等缺點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種突破傳統概念的太陽能驅動的可穿戴式微型制冷空調系統，可根據需要制成背包、衣服、甚至鞋子等款式多樣的空調服裝，充分地利用了太陽能，可達到節能且高效調節人體體表溫度的目的。

本發明的技術方案如下：

本發明提供的太陽能驅動的可穿戴式制冷空調系統，其包括：

一可穿戴式太陽能集熱板1；采用平板式太陽能集熱板，高選擇吸收性涂層，以及“超級藍膜”，保證其高透光率、低反射率；另外采用船用級鋁制外殼，保證其使用壽命，避免生銹、腐蝕，而且穿戴輕便；其外形尺寸范圍為20cm×20cm×1cm～40cm×40cm×5cm。

一與所述可穿戴式太陽能集熱板1輸出端相連并形成換熱回路的換熱器8；

一與所述換熱器8并聯的冷凝器6；

一與所述冷凝器6并聯的蒸發器5；

所述冷凝器6與所述換熱器8相連的管路上串接有噴射器2；

所述蒸發器5與所述冷凝器6相連的管路上串接有節流閥7；

所述換熱器8(該微型換熱器8與可穿戴式太陽能集熱板1緊密接觸，使制冷劑充分吸可穿戴式太陽能集熱板1所采集的熱量，尺寸為10cm×1cm×1cm～20cm×5cm×5cm；所述換熱器8可采用平板式板式換熱器。

)、噴射器2與冷凝器6之間形成回路；

所述噴射器2、蒸發器5、節流閥7與冷凝器6之間形成回路；

所述可穿戴式太陽能集熱板1通過背帶10穿在人體前胸或背部；

所述蒸發器5的管路上接有一具有微型電源4的微型泵3；

所述蒸發器5縫制在人體著裝的前襟、后襟、袖子或褲腿內；太陽能驅動的可穿戴式制冷空調系統中流動著制冷工質；所述蒸發器5通過連接管件9向連通。

可穿戴式太陽能集熱板1為平板式太陽能集熱板，其表面涂有吸收性涂層或超級藍膜；另外采用船用級鋁制外殼，其尺寸為20cm×20cm×1cm～40cm×40cm×5cm。

所述的微型噴射器2為蒸汽式噴射器，其吸入壓力為100kPa～1000kPa，排氣量在5-10m³/h之間；其外形尺寸為5cm×1cm×1cm～20cm×5cm×5cm；該微型噴射器2外掛在腰帶處或縫制于衣服內。

所述的微型循環泵3外形尺寸為2cm×1cm×1cm～10cm×5cm×5cm，流量在2-20m³/h之間。

所述微型電源4主要為微型循環泵3提供動力，其電壓在3～12V，即使發生漏電，也不會對人體造成損傷。微型電源4體積在1cm³到10cm³之間；該微型電源4可為鋰電池、蓄電池、半導體溫差電池或太陽能電池；

所述的微型蒸發器5，如圖1所示形狀以及布置方式，也可根據不同的制冷要求進行特殊的布置，比如專門針對前胸、后背、四肢等，而不需要全身冷卻的布置方式。其材料要選用導熱性能好、且易彎曲，穿戴舒適的材料，如尼龍軟管、PV軟管等，或其它新型材料。其直徑范圍為0.5cm～2cm，長度在5m～20m之間，進口溫度20～40℃，流量2～20m³/h。另外，它需要循環泵3為制冷劑的循環流動提供動力。