流态冰蓄冷式空调衣的设计及制冷特性研究

发布时间：2024-06-29 21:27

　　为解决人体在室外高温下的热危害问题,提出一种流态冰作为蓄冷源的相变式空调衣系统,并对其制冷性能进行分析。计算发现,与液冷式空调衣系统相比,该流态冰系统载冷剂充注量最大可降低58.6%。流态冰的含冰率越高,充注量越低。在外界环境高达45℃时,只需充注2.14 kg的流态冰,即可在2 h内确保人体热舒适性。流态冰管网管径为6 mm时,可充分保障系统冷源的均匀性、结构布置的合理性。

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【部分图文】：

图1流态冰蓄冷式空调衣结构示意图

流态冰蓄冷式空调衣的结构布置如图1所示,该系统包括基础服饰内层、外层,冷却管网,管网总进出口等。其中,冷却管网采用粘接或缝制的方法固定在基础服饰内层,并避开人体脏器位置,管网分别设有对称分布的2个总进口和2个总出口;蓄冷介质流态冰粒径可控。空调衣工作运行时,流态冰静态存储于管网中....

图2流态冰蓄冷式空调衣的热流示意图

系统与人体传热分析采用网络热阻法,各节点之间的传热热阻如图3所示。由于流态冰为冰水混合物,与管壁接触间隙近似为0,因此本模型忽略管网与冷却液之间的接触热阻。圆形软管与内层服饰的接触夹角设为120°,接触面积为管道外表面积的1/3。服装基础内层贴身布置,假设其与人体接触热阻为0。图....

图3空调衣传热的网络热阻法

图2流态冰蓄冷式空调衣的热流示意图假设空调衣系统为稳态传热,Q1为人体热负荷,Q2为流态冰向环境中的冷量损失。Q为在一个有效运行周期T0内流态冰释放的总冷量。基于上述传热模型,可得传热控制方程如下:

图4有效运行时间与流态冰或-5℃过冷水充注量的变化关系

由于过冷水主要利用显热蓄冷,蓄冷密度明显低于相变蓄冷的流态冰,在相同运行工况下,流态冰具有更低的充注量,如在空调衣有效运行时间均为3h时,流态冰的充注量仅为3.1kg,与-5℃的过冷水相比降低了58.6%。由此可知,相比于液冷式空调衣,流态冰系统具有更低的系统总重量,有助于....

本文编号：3997916