半導(dǎo)體制冷服設(shè)計(jì)方法研究進(jìn)展

聶思萱, 尹 虎, 聶亞?wèn)|

(北京航空航天大學(xué), 北京 100191)

一些特殊環(huán)境下作業(yè)的工作人員需要持續(xù)暴露在高溫的環(huán)境中,如交警、消防員、煉鋼廠工人等。人在高溫環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間工作會(huì)變得焦躁易怒,難以集中注意力,這不僅影響生產(chǎn)效率,導(dǎo)致作業(yè)事故[1],而且還會(huì)引發(fā)心血管緊張或急性心血管疾病,危害人體身體健康[2]。制冷服作為一種可調(diào)節(jié)溫度的服裝,能在高溫環(huán)境中制造一個(gè)相對(duì)舒適的人體微環(huán)境,在特定條件下也可幫助包括患者、運(yùn)動(dòng)員、士兵等在內(nèi)的人群進(jìn)行體溫調(diào)節(jié)和控制[3]。

制冷服的制冷方式有半導(dǎo)體制冷、相變制冷、強(qiáng)制風(fēng)冷、混合制冷等。半導(dǎo)體制冷器的基本單元是熱電偶對(duì),通電情況下,熱電偶一端放熱,另一端吸熱,其具有質(zhì)量輕、體積小、噪聲低、環(huán)保、溫度控制精確的優(yōu)勢(shì)[4],在制冷服領(lǐng)域具備較好應(yīng)用前景。但半導(dǎo)體制冷服也存在熱損失大、制冷效率低的問(wèn)題,同時(shí),制冷服作為可調(diào)節(jié)人體微環(huán)境的服裝,需要最大限度地降低熱應(yīng)激,提高人體的熱舒適性。這些都是在設(shè)計(jì)中需要解決的難題。本文對(duì)近年來(lái)該領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外研究成果進(jìn)行綜述,將半導(dǎo)體制冷服的制冷系統(tǒng)分為冷源模塊和冷端傳熱模塊2部分,以此深入探究具備高制冷效率和高舒適度的半導(dǎo)體制冷服制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。

1 半導(dǎo)體制冷服的冷源模塊

半導(dǎo)體制冷服的冷源模塊由制冷部分和熱端散熱部分組成。在設(shè)計(jì)冷源模塊時(shí),應(yīng)該考慮用戶穿著時(shí)的工況以確定制冷服熱負(fù)荷[5],在保證達(dá)到制冷量需求的同時(shí)提高冷源模塊的制冷效率。……