太陽(yáng)能環(huán)保式多功能空調(diào)帽的設(shè)計(jì)思路

劉　偉青海大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，青海西寧　　810016

太陽(yáng)能環(huán)保式多功能空調(diào)帽的設(shè)計(jì)思路

劉偉
青海大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，青海西寧810016

摘要高溫環(huán)境下，人的各項(xiàng)生理機(jī)能會(huì)受到一定程度上的影響，長(zhǎng)時(shí)間在這樣的環(huán)境下，一定不利于人體的健康發(fā)展。但是從外界環(huán)境方面來(lái)治理如此該問(wèn)題顯然相當(dāng)困難，所以，本文通過(guò)對(duì)該問(wèn)題的提出與假設(shè)，研究出一個(gè)使人們?cè)谘谉岬氖彝猸h(huán)境下保持涼爽的裝置的思路。

關(guān)鍵詞高溫環(huán)境；太陽(yáng)能；環(huán)保；空調(diào)帽

1 研究背景

近幾年，每逢夏季，我國(guó)許多地區(qū)的氣溫普遍達(dá)到了35℃以上，有的甚至達(dá)到了40℃以上。如此高的氣溫勢(shì)必會(huì)影響人體熱平衡、水鹽代謝的穩(wěn)定，引起體溫不同程度上的升高、運(yùn)動(dòng)能力的下降，并且會(huì)導(dǎo)致消化系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)工作紊亂。[1-2]長(zhǎng)時(shí)間在這樣的環(huán)境下，一定不利于人體的健康發(fā)展。

2 問(wèn)題的提出與假設(shè)

從外界環(huán)境方面來(lái)治理該氣候問(wèn)題顯然相當(dāng)困難，需克服種種技術(shù)方面的難題，而且需要時(shí)間的沉淀。在室內(nèi)，人們可以打開(kāi)空調(diào)或電風(fēng)扇使室內(nèi)溫度盡量降低，使人體感覺(jué)涼爽，但是當(dāng)人體暴露在在高陽(yáng)直射的室外時(shí)，如何才能讓人涼快呢？

假設(shè)有一個(gè)可以具有空調(diào)功能的帽子，讓人既感到?jīng)鏊謹(jǐn)y帶簡(jiǎn)便，那不就解決以上該問(wèn)題了嗎？

3 產(chǎn)品的設(shè)計(jì)思路

1）“低碳環(huán)保”為當(dāng)今世界的主題，太陽(yáng)能也已被人們廣泛利用，所以本產(chǎn)品的電源以超薄可彎曲折疊的太陽(yáng)能電池板吸收太陽(yáng)發(fā)出的光，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，由于該電流不穩(wěn)定，所以將電能輸送給若干小蓄電池，使電流穩(wěn)定后再供本產(chǎn)品正常工作。

2）本產(chǎn)品使人在炎熱的天氣下保持涼爽的原理是，使用一個(gè)霧化裝置，主要部件是若干微小超聲波產(chǎn)生器及一塊超輕霧化板，該裝置通電后可使液體轉(zhuǎn)化為氣體，再使產(chǎn)生的氣體環(huán)繞在人體的周圍，這樣一來(lái)，不僅可以使人周圍小環(huán)境降溫，同時(shí)在干燥的天氣還可以使人感覺(jué)到濕潤(rùn)。

3）當(dāng)前手機(jī)、平板電腦等電子設(shè)備在我國(guó)的普及度極高，美國(guó)市場(chǎng)研究公司尼爾森發(fā)布的《2013移動(dòng)消費(fèi)者報(bào)告》顯示，中國(guó)的智能手機(jī)普及率已經(jīng)超越美國(guó)和英國(guó)。尤其是大學(xué)生，基本上人手一部，由于其功能多樣具有極強(qiáng)吸引力，造成大家對(duì)智能手機(jī)的依賴性過(guò)于強(qiáng)烈，然而現(xiàn)在智能手機(jī)往往都是大屏，經(jīng)常使用耗電極大，電池技術(shù)又沒(méi)有較大突破，待機(jī)時(shí)間是非常短的，如果外出會(huì)造成使用者許多麻煩。而現(xiàn)在市面上的移動(dòng)電源裝置雖說(shuō)可以解決這一問(wèn)題，但移動(dòng)電源本身過(guò)于笨重且體積較大，攜帶極為不便。倘若在帽子上設(shè)計(jì)一個(gè)為各種電子設(shè)備充電的USB接口，便恰好解決這一問(wèn)題。

4）帽子上設(shè)計(jì)拉鏈，可將帽子打開(kāi)。用細(xì)導(dǎo)線、小開(kāi)關(guān)將各零部件連接好，形成完整的電路。將太陽(yáng)能電池板主要放于帽子頂部，蓄電池放于帽子后部，USB接口與霧化裝置放于帽子前沿部位，這樣一來(lái)可解決帽子戴在頭部的平衡問(wèn)題。一切安裝好后，將帽子拉鏈拉上。將小開(kāi)關(guān)閉合后，產(chǎn)品便可工作。

該空調(diào)帽不僅可以使人在炎熱的夏季感覺(jué)涼爽、保持濕潤(rùn)，還可以解決人們外出時(shí)電子設(shè)備突然沒(méi)電的情況及時(shí)為其充電，因此該帽子是多功能的；又因?yàn)樵撁弊拥囊磺序?qū)動(dòng)來(lái)源于太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化的電能，而且不會(huì)產(chǎn)生任何污染環(huán)境的物質(zhì)，因此該帽子是環(huán)保的。所以本產(chǎn)品命名為“太陽(yáng)能環(huán)保式多功能空調(diào)帽”。

4 產(chǎn)品實(shí)際中的一系列問(wèn)題

太陽(yáng)能電池板發(fā)電及儲(chǔ)存、超聲波加濕等技術(shù)已經(jīng)成熟，因此可通過(guò)創(chuàng)新性疊加重組，各項(xiàng)技術(shù)成果拼接組合來(lái)創(chuàng)造出環(huán)保式太陽(yáng)能多功能空調(diào)帽，技術(shù)上是完全可行的。而在實(shí)際中，需要克服許多方面的難題。

1）太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率問(wèn)題。由于太陽(yáng)能電池板置于帽子內(nèi)部，因此電池板上的光線強(qiáng)度會(huì)因此削弱；而且一天中太陽(yáng)東升西落，陽(yáng)光與太陽(yáng)能電池板的角度會(huì)隨時(shí)間變化，因此電池板上的光線強(qiáng)度也會(huì)隨時(shí)間變化。所以電池板部位的帽子材料一定要透光性好，并且電池板的安裝角度也盡量要在一天中氣溫最高時(shí)間段與陽(yáng)光垂直。

2）超聲波對(duì)人體是否有一定影響還有待研究，如果沒(méi)有影響，產(chǎn)品固然可行；如果有影響，那如何解決？是否通過(guò)調(diào)整超聲波擊打方向使超聲波不會(huì)朝向人體就可以避免該影響，又是一個(gè)需要研究的問(wèn)題。

3）帽子內(nèi)安裝一個(gè)發(fā)電裝置、用電裝置，一定程度上會(huì)產(chǎn)生熱能，相當(dāng)于在本來(lái)就炎熱的天氣下，在頭部又供暖。所以在與頭部接觸的帽子部位，應(yīng)使用絕熱材料；并且，帽子內(nèi)平白無(wú)故加入一些裝置，肯定會(huì)增

加帽子的重量，使人產(chǎn)生一些不適。因此，如何解決帽子重量問(wèn)題又是一大難題。

4）產(chǎn)品制作成本相對(duì)較高。市面上一個(gè)質(zhì)量較好的帽子按不同類型大概在20元至50元范圍內(nèi)，而設(shè)計(jì)一個(gè)“太陽(yáng)能環(huán)保式多功能空調(diào)帽”所需成本為300元左右，即使該產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)工廠批量生產(chǎn)，成本也不會(huì)低于150元，市場(chǎng)價(jià)位就會(huì)更高，所以該帽子的社會(huì)普及率不會(huì)很樂(lè)觀。

5 結(jié)論

通過(guò)以上分析，“太陽(yáng)能環(huán)保式多功能空調(diào)帽”能有效解決人們?nèi)粘Ｉ畹囊恍﹩?wèn)題，但其不可忽視的一些技術(shù)問(wèn)題、對(duì)人體產(chǎn)生的一些不利影響及投入市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)因素也的確有待進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)

[1]劉云紅.高溫影響人體健康的生理機(jī)理及營(yíng)養(yǎng)素的補(bǔ)充[J].遼寧師專學(xué)報(bào)，2006，6.

[2]周珍珍.高溫環(huán)境下機(jī)體生理機(jī)能變化及對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響[J].內(nèi)肛科技，2011，3.

中圖分類號(hào)G2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)1674-6708（2015）140-0161-01