具有恒温制冷结构的衣服及其温度控制方法技术

本发明专利技术公开了一种具有恒温制冷结构的衣服及其温度控制方法，该衣服包括热能隔绝结构、制冷结构、智能温控模块和设置在衣服本体内的发热结构；热能隔绝结构包括设置在服装本体内侧表面且可与人体相接触的服装用保温部和可与服装相连接的体外保温部；制冷结构的液冷导管均匀缝制在服装本体内；智能温控模块分别与制冷结构和发热结构电连接。本发明专利技术该衣服设置有热能隔绝结构、制冷结构、智能温控模块和发热结构，智能温控模块可实现该衣服大范围可控的恒温功能，且大大节约了能源。同时使用方便，结构简单，可广泛用用于航空航天、军用、警用、消防、民生等多个领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及制冷衣
，尤其涉及一种具有恒温制冷结构的衣服及其温度控制方法。
技术介绍
夏天高温季节，通常户外温度可以达到36-38度，一些特殊环境中的工作环境温度甚至高于40度，比如舰艇轮机舱，高速运动中的装甲车，坦克车，三夏大忙时的拖拉机驾驶舱，炼钢炉前，甚至战斗机中，有资料显示美军在伊拉克战场上因天气炎热，装甲车内温度高达70度，迫使士兵弃车徒步巡逻；我国南方的西沙，南沙群岛的边防前线官兵，坚持在城市交通指挥岗位上的交警，露天作业的建筑工地工人，长时间在高温环境下会使人大量出汗，严重的导致中暑，通常遇到高温天气时，人们需要降低环境温度，如开动空调机，冲凉，或者躲在树荫下以降低高温对人体的冲击。但是很多情况下处于户外或特定环境中的人员是无法躲避高温酷暑的。同时针对沙漠等地区，日间最高温70-80℃，夜间最低温零下5-10℃，没有一种高效的恒温衣，具备大范围可控的恒温功能同时使用用方便，此领域即使在国际发达国家也属空白。为此很多国家在研制适合高温酷暑下使用的降温服，1989年美国海军舰船上的水兵为了降温而采用了在前后兜里装满冰水的降温方法。这种原始的降温方法是把装有冰水的软管缝在背心里，用水泵使其循环，这种降温系统也可以称为个人冷却系统。此系统用泵使约2升冰水循环，冷却时间大约能维持35-45分钟。此系统可与防化服、防爆服同时使用，由于制冷时间过短，因此一直未能广泛应用。1991年海湾战争期间，美军和多国部队进入海湾地区时，为使地勤人员在有化学战剂存在的酷暑下正常工作，美空军为费尔柴尔德飞机公司(Fairchild)投资了386万美元，研制生产了一种新型间歇性多人降温系统。该系统由空调器、化学战剂过滤器和背心三部份组成，空调器产生的冷气流经软管通入化学战剂过滤器，然后再通入防护服的背心内，以起到降温作用。该系统可同时为10名地勤人员供送冷气。据报道：派驻阿富汗执勤的英国士兵乘坐弯刀(scimitar)坦克巡逻沙漠地区时，车内的最高温度可达70℃。为了解决降温问题，英国科学家研制出一套简易降温系统：把两条喉管插进上衣和裤子，接入坦克通风口，把户外较低温空气抽进衣服，可以使温度降至58℃。另据报道：美国海军航空兵系统司令部正开发一种称为“制冷盔甲”的背心式空调系统。整套系统只有笔记本大小，重5公斤，相当于目前美国海军和海军陆战队飞行员使用的防弹罩。使用时，只需将其安装在飞行员背心的前部，用背带悬挂在肩上即可。“制冷盔甲”是一种便携式、双循环冷却装置。为达到制冷效果，“制冷盔甲”背心内备有一小水袋，利用空气和水之间的温差吸收周围的热气。该系统采用的方法是：通过一套过滤吹风管将周围的空气吸进位于进气口一侧的空气调节器，经过调节的空气从出气口进入飞行服内的导管，达到降低飞行员体温的目的。系统开始运转后，内部电扇就会打开，并释放冷气。以将飞行员周围的温度降低18℃。“制冷盔甲”系统采用电池供电，不受飞机供电系统的影响，即使飞行员离开飞机后也可以使用。该系统预期将于3年后装备F/A-18“大黄蜂”战斗机。美军为应付酷热的侵袭，军方目前正加紧研发具备温度调节功能的新型单兵装备，以确保部队在炎热环境下的战斗力。由“美国陆军士兵系统研究中心”（又名纳蒂克实验室）开发的“拦截者”风冷式战术背心，就是基于这一需求研制的首批实用化装备。它采用蜂窝状结构，并通过电动换气扇促进空气在防护服和皮肤之间的空隙中流通，从而达到制冷和辅助排汗的效果。据介绍，该产品从去年开始就配发给驻扎在巴格达以及提克里特地区的部队试穿，根据反馈意见，设计者今后还将对其进行改进，包括采用兼容性更好的电池，减轻引擎重量，降低风扇噪音等等。据报道，我国南沙守礁部队部队装备了自动降温的专用服装，已通过专家鉴定。该型服装由热区岛礁迷彩服、热区岛礁内衣裤、护膝护肩、遮阳凉帽、高腰防刺鞋等组成，具有防紫外线、抗菌防臭、导湿快干和冷却降温功能。目前，我国另一款新型的便携式单兵降温系统业已研发成功，该降温系统由降温背心和制冷系统组成；制冷系统中分别有电池、泵和作为冷源的冰袋，以及其它部件。使用时将背心和制冷系统相连接，开启电源后，利用制冷系统中的水泵将冰袋的冰水通过热循环注入背心中，使其循环达到制冷功能，并通过热敏传导使系统达到恒温效果。经测试，在40摄氏度环境下，背心的最低制冷时间为6小时，并且可以通过更换冷源方式提供持续制冷。系统根据要求可将温度设定为18摄氏度、20摄氏度以及2 2摄氏度等，其特点是恒温效果好，同时，还可按需求为使用者提供饮用冰水。该系统总重量为2.2公斤（不带饮用水），带饮用水时重4-5公斤。由于该款便携式单兵降温系统的降温背心可贴身穿着，制冷系统可作为背负放入行军背包中，对于单兵还具有携带方便等优点，较适合单兵使用；另外该系统还可以作为坦克、直升飞机、歼击机等的降温装备。因此它将广泛运用于空军、海军以及陆军等在高温环境下作战的部队，从而保持士兵体力而提升战斗力。但是，战争条件下能否提供大量的冰是一个问题。现有悉知恒温衣、制冷衣种类繁多，其制冷方法主要分为6大类，蒸发制冷、相变材料恒温（吸热放热）、半导体制冷、携带冷源制冷（风冷或液冷）、小型压缩机制冷、踏步动力制冷。蒸发制冷如中国专利CN201610048990-一种蒸发型制冷衣等，其缺点是蒸发时需要有风才能使用（密闭空间无法使用），制冷效率低，持续时间短。且不具备大范围可控的恒温功能。不能真正解决市场需求。相变材料恒温（吸热放热）如中国专利CN200410043157-可转换款式的智能制冷服、CN200920297088-温控储能制冷服等，其缺点是制冷或制热效率低，仅能升高或降低人体体表环境3-5℃，且需要人体出汗或外界能量预先改变相变材料形态，才能达到恒温目的。使用不便，制冷或制热效率不高，且不具备大范围可控的恒温功能。不能真正解决市场需求。半导体制冷如中国专利CN200820038275-半导体制冷服、CN200920216817-恒温衣服等，其缺点是制冷能效低，设备笨重，且使用空气作为能量载体（吹冷风或暖风）。冷风或暖风所携带的能量尚未与人体进行较好的热交换即快速离开人体，能量浪费较大。且部分专利使用太阳能供电，能效转换率极低，且不具备大范围可控的恒温功能。不能真正解决市场需求。携带冷源制冷（风冷或液冷）如中国专利CN200920124785-一种制冷衣装置、CN201420781566-一种制冷衣等，其缺点是全系统需要添加制冷原（如冰水、冰块等），依靠空气或水循环实现与人体的热交换，其中很大一部分制冷量被冰盒或水袋等制冷原自然散发而消耗掉了，人体实际使用的制冷能量较小，且必须提前准备冰块或冰水，使用时间较短能量利用率不高。且使用时间短，且不具备大范围可控的恒温功能。不能真正解决市场需求。小型压缩机制冷如中国专利201020604331.3-人体降温装置、201120000654.6-微气候人体降温系统及其制冷系统、201120011323.2-便携式双压缩机制冷系统等等，其系统使用小型压缩机制冷，能耗较大，整体结构复杂，重量较大，且由于使用了压缩机，其在较颠簸的情况下会影响其制冷效率。且不具备大范围可控的恒温功能。不能真正解决市场需求。踏步动力制冷如中国专利CN本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有恒温制冷结构的衣服，其特征在于，包括热能隔绝结构、制冷结构、智能温控模块和设置在衣服本体内的发热结构；所述热能隔绝结构包括设置在服装本体内侧表面且可与人体相接触的服装用保温部和可与服装相连接的体外保温部；所述制冷结构的液冷导管均匀缝制在服装本体内；所述智能温控模块分别与制冷结构和发热结构电连接；所述智能温控模块感测人体表面微环境温度，且当温度超过28℃时，制冷结构把冷水灌入液冷导管中，液冷导管中的冷水与人体产生热交换，带走人体表面的热量；当感测到人体表面微环境温度在22℃至28℃时，发热结构和制冷结构均停止工作；当到人体表面微环境温度在22℃以下时，智能温控模块对发热结构供电。

【技术特征摘要】
1.一种具有恒温制冷结构的衣服，其特征在于，包括热能隔绝结构、制冷结构、智能温控模块和设置在衣服本体内的发热结构；所述热能隔绝结构包括设置在服装本体内侧表面且可与人体相接触的服装用保温部和可与服装相连接的体外保温部；所述制冷结构的液冷导管均匀缝制在服装本体内；所述智能温控模块分别与制冷结构和发热结构电连接；所述智能温控模块感测人体表面微环境温度，且当温度超过28℃时，制冷结构把冷水灌入液冷导管中，液冷导管中的冷水与人体产生热交换，带走人体表面的热量；当感测到人体表面微环境温度在22℃至28℃时，发热结构和制冷结构均停止工作；当到人体表面微环境温度在22℃以下时，智能温控模块对发热结构供电。2.根据权利要求1所述的具有恒温制冷结构的衣服，其特征在于，所述智能温控模块包括用于感测人体表面微环境温度的电子温度感测原件和起供电作用的伺服电源，所述电子温度感测原件置于服装本体内，所述伺服电源置于体外保温部内，所述伺服电源通过连接线与电子温度感应原件，所述伺服电源通过连接导线与发热结构电连接，所述伺服电源还与制冷结构电连接。3.根据权利要求1所述的具有恒温制冷结构的衣服，其特征在于，所述制冷结构还包括均设置在体外保温部内的制冷源、制冷水袋和与伺服电源电连接的水泵，且所述制冷源置于制冷水袋内，所述液冷导管的一端通过水泵连接制冷水袋，且所述液冷导管的另一端通过水路循环结构后末端连接到制冷水袋上；所述水泵、制冷水袋、液冷导管和水路循环结构四者之间形成水路循环回流结构，制冷水袋内升温后的冷却液体经过水路循环回流结构后回到制冷水袋内。4.根据权利要求3所述的具有恒温制冷结构的衣服，其特征在于，所述水路循环结构包括两个快速插板接头和两个水路分水管，所述液冷导管的另一端依次通过其中一个快速插板接头和其中一个水路分水管后形成两路分支管，所述分支管连接入另一个水路分支水管后形成一条水路，该条水路的液冷导管通过另一个快速插板接头后接入制冷水袋内。5.根据权利要求4所述的具有恒温制冷结构的衣服，其特征在于，所述服装用保温部包括重叠在平面布与第一里布之间的第一高热阻层和第一热能反射层，且所述第一高热阻层的一面与平面布相贴合，所述第一热能反射层的一面与第一里布相贴合，且所述第一里布可与人体相接触；所述体外保温部包括面布卷和依次套设在面布卷内壁的第二高热阻层及第二热能反射层，且所述第二高热阻层及第二热能反射层之间夹持有第二里布；所述发热结构和分支管均设置在第一里布的底面；所述制冷水袋、伺服电源和水泵均容纳在第二热能反射层围合成的圈状腔体内；所述第一高热阻层和第二高热阻层均由高热阻材料制成，该高热阻材料为100%聚酯纤维。6.根据权利要求3所述的具有恒温制冷结构的衣服，其特征在于，每个快速插板接头均包括公头和母头，所述公头的底端接口处设有一环形凹槽，所述母头的顶端接口处设有与环形凹槽相适配的自闭锁卡扣；所述自闭锁卡扣与环形凹槽相适配卡接后，公头与母头固定插接；所述公头内设有可进行上下移动的第一自闭锁阀门机构，且所述公...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金玲，佟奇，杨奕斌，
申请(专利权)人：深圳人本国际科技服饰有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44