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液冷服系统的性能测试研究

工程热物理学报 2020年第5期41卷 1160-1165页

作者：邹浩罗小兵舒伟程张信峰范义文华中科技大学能源与动力工程学院武汉430074

目前,学术界对于液冷服性能测试普遍采用的方法主要有两种,一种是暖体假人测试法,一种是人体实验测试法。这两种测试方法台架都较为复杂与昂贵,不具有普适性与推广性。因此,本文针对此问题,提出了一种简易暖体假人测试法,并根据此方法... 详细信息

目前,学术界对于液冷服性能测试普遍采用的方法主要有两种,一种是暖体假人测试法,一种是人体实验测试法。这两种测试方法台架都较为复杂与昂贵,不具有普适性与推广性。因此,本文针对此问题,提出了一种简易暖体假人测试法,并根据此方法搭建了一套系统简单、造价低廉,但功能完善的测试台架。同时,运用此台架对被测液冷服进行了性能测试,定义了"欠舒适时间占比"等四个性能指标,并分析了冷源(冰块)质量与冷却液流量对性能指标的影响规律,据此给出了液冷服正确使用的建议。

关键词：液冷服性能测试可持续工作时间欠舒适时间占比

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液冷服性能参数的数值模拟研究

工程热物理学报 2015年第8期36卷 1760-1763页

作者：商博锋郭庭辉罗小兵华中科技大学能源与动力工程学院武汉430074

可穿戴液冷服在使用过程中可能出现局部过冷等问题。目前,对该现象的研究大多是基于实验的液冷服设计,很少有涉及系统的优化过程。本文采用数值模拟的方法,对液冷服中的流动与传热过程进行了分析,研究了人体代谢率、入口水温、流量和管... 详细信息

可穿戴液冷服在使用过程中可能出现局部过冷等问题。目前,对该现象的研究大多是基于实验的液冷服设计,很少有涉及系统的优化过程。本文采用数值模拟的方法,对液冷服中的流动与传热过程进行了分析,研究了人体代谢率、入口水温、流量和管道分布对液冷服制冷效果的影响,并用工程计算验证了数值模拟的正确性。结果表明,人体代谢率、入口水温及管道布置间隔与人体表面温度成线性关系。人体代谢率每增加100 W/m^2,人体表面平均温度增加4℃;入口水温每增加1℃,人体表面平均温度增加0.5℃;管道布置间隔每增加5 mm,人体表面平均温度增加1.25℃。流量对液冷服制冷效果影响相对较小。

关键词：液冷服数值模拟优化设计

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液冷服数值模拟及舒适性实验研究

低温与超导 2021年第3期49卷 91-98页

作者：陈培东王飞蔡德华陈君涵阳威王梓航何国庚华中科技大学能源与动力工程学院武汉430074 青岛海尔智能技术研发有限公司青岛266103

为夏季高温工厂流水线工人设计一套调节自身微气候的液冷降温服。基于数值分析的方法,研究了质量流量、载冷液进口温度和环境温度对液冷服性能的影响。随后制作了样品进行实验验证,并开展了舒适性实验。结果表明:质量流量在60—120 kg/h... 详细信息

为夏季高温工厂流水线工人设计一套调节自身微气候的液冷降温服。基于数值分析的方法,研究了质量流量、载冷液进口温度和环境温度对液冷服性能的影响。随后制作了样品进行实验验证,并开展了舒适性实验。结果表明:质量流量在60—120 kg/h时,进出口温度在2℃以内,液冷服均温性好;载冷液温度在20℃以上时,不出现过冷现象,人体舒适性高;制成的样品散热量115.17 W,满足了轻中度劳动者散热需求。

关键词：液冷服数值模拟局部热评价

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液冷服冷源优化及性能参数研究

低温与超导 2022年第12期50卷 33-39页

作者：郝昊昊张亚平蒋昊辰西安科技大学能源学院西安710054

为延长液冷服的有效使用时间,提出一种使用高吸水性树脂(SAP)作为冷源的液冷服。在高温气候室中进行测试,探究液冷服对受试者皮肤温度及主观评价的影响。使用数值模拟探究环境温度、流量和人体代谢率对冷却服性能的影响,以及最佳工况组... 详细信息

为延长液冷服的有效使用时间,提出一种使用高吸水性树脂(SAP)作为冷源的液冷服。在高温气候室中进行测试,探究液冷服对受试者皮肤温度及主观评价的影响。使用数值模拟探究环境温度、流量和人体代谢率对冷却服性能的影响,以及最佳工况组合。结果表明:SAP能够延长液冷服的有效使用时间,与冰袋相比增长了37.5%,改善了受试者的主观评价;当环境温度和劳动强度增加时,改变进口温度比降低流速对皮肤温度有着更好的改善;在中度劳动下,20℃的进口温度与500 mL/min流量为最佳组合。

关键词：液冷服热应激热舒适相变蓄冷仿真模拟

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液冷服散热原理模型及其分析

航天医学与医学工程 2000年第5期13卷 350-354页

作者：张万欣陈景山李潭秋航天医学工程研究所北京100094

目的建立舱外航天液冷服散热的原理模型 ,提出其在工程设计中应遵循的基本原则。并以该原理模型为基础找到液冷服设计参数与散热量和散热效率的模化关系。方法根据工程实际 ,对舱外航天液冷服散热过程进行分析。结果液冷服各参数 (管长... 详细信息

目的建立舱外航天液冷服散热的原理模型 ,提出其在工程设计中应遵循的基本原则。并以该原理模型为基础找到液冷服设计参数与散热量和散热效率的模化关系。方法根据工程实际 ,对舱外航天液冷服散热过程进行分析。结果液冷服各参数 (管长、管径、流率和进口液温 )对散热量和散热效率的影响是相互制约 ,相互作用的。因此各参数的合理取值是设计液冷服的关键。结论该分析和研究对今后舱外航天液冷服的设计研制具有一定的指导意义。

关键词：液冷服散热效率设计参数数学模型航空航天

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液冷服系统性能试验研究

低温与超导 2019年第6期47卷 101-105,110页

作者：宋泽协李晓胜庆安集团有限公司

当前采用蒸汽压缩制冷技术的液冷服主要用于装备,由于存在尺寸大、重量重等问题,无法满足其他用户需求。通过设计一款以水为载冷剂、采用蒸汽压缩制冷技术的液冷服系统,其制冷单元重量为2. 7 kg,尺寸为184 mm×200 mm×93 mm。由液冷服... 详细信息

当前采用蒸汽压缩制冷技术的液冷服主要用于装备,由于存在尺寸大、重量重等问题,无法满足其他用户需求。通过设计一款以水为载冷剂、采用蒸汽压缩制冷技术的液冷服系统,其制冷单元重量为2. 7 kg,尺寸为184 mm×200 mm×93 mm。由液冷服传热模型分析确定额定制冷量为180 W(环境温度43℃时)。经性能试验得出,环境温度为43、50℃时的制冷量分别为185、80 W;环境温度为43℃,出液温度23、28℃时制冷量分别为220、256 W;压缩机转速为5 400、6 300 r/min时制冷量分别为100、163 W;系统准备时间为3. 5 min;连续运行120 h未出现漏水、不制冷等现象;测定噪声为59. 5 d B(A)。该产品具有尺寸小、重量轻、运行温度范围宽、冷量输出可调节、准备时间短、运行可靠等特点,能达到为人体降温的目的。

关键词：液冷服蒸汽压缩制冷噪声

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液冷服理论设计与性能测试

液冷服理论设计与性能测试

作者：王佳雯华中科技大学

学位级别：硕士

为缓解高温环境下人的热应激以及因过度使用空调而造成的紧张能源形势,液冷服应运而生,并逐渐从航空航天等特殊领域转移到民用。液冷服系统主要由两部分组成,其一是带冷却管路的基础服装,其二是冷源系统。本文针对液冷服基础服装进行理... 详细信息

为缓解高温环境下人的热应激以及因过度使用空调而造成的紧张能源形势,液冷服应运而生,并逐渐从航空航天等特殊领域转移到民用。液冷服系统主要由两部分组成,其一是带冷却管路的基础服装,其二是冷源系统。本文针对液冷服基础服装进行理论研究,探究提升液冷服性能的方法并优化冷源系统设计以延长液冷服工作时间,对液冷服总体结构做出优化并制成成品。具体研究如下:建立人体-液冷服-环境理论传热模型,揭示了液冷服散热量与冷却液流量、进口水温、冷却管路长度、管路通道数、冷却液物性参数、外衣服装热阻、管路与人体接触面积系数相关。通过人体-液冷服-环境三维模拟仿真验证液冷服降温特性并分析冷却管路通道数对体表平均温度与体表温度标准差的影响,结果表明四通管路具有良好的散热性与均温性。设计恒温水浴正交实验,探究液冷服进口水温、水流量以及管路长度(管间距)等因素对散热量、散热效率和体表平均温度的影响,结果表明进口水温以及管间距对散热量和体表平均皮肤温度影响较大,水流量对散热效率值影响较大。针对不同的环境条件,调节液冷服散热性能时,可粗调进口水温,微调水流量;在考虑加工工艺的基础上,液冷服管路间距宜采用25 mm,管长约14.4 m,水流量800 m L/min,进口水温可由具体环境条件以及热源而定。设计冷源冰实验,探究冷源系统与基础服装外隔热层对液冷服参考工作时长的影响,结果表明,相同质量蓝冰作为冷源相比于冰能延长液冷服工作时长20%,银纤维隔热层可使液冷服工作时长延长42%;腰包材质选用纳米气凝胶,绝热性能大大提升,同时其疏水性能有效防止冰块融化浸湿腰包给用户带来不适。液冷服总体结构优化并加工成形,管长14.4m,管间距25mm,管外径5mm,内径3mm,冷却水流量维持在800ml/min,外加银纤维隔热层,两侧松紧带设计。真人穿着液冷服并用红外热像仪测量温度变化,结果表明200g冷源冰可持续工作75min。

关键词：液冷服散热量人体热平衡耦合模型

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基于管道排列的背心式液冷服研发与测评

上海纺织科技 2023年第4期51卷 10-15,19页

作者：刘欣悦赵蒙蒙李宛玥上海工程技术大学纺织服装学院上海201620

为了提高夏季高温作业人员的舒适性,设计研发了3款液冷管道降温服。该液冷服由基础服装和液冷系统构成,液冷管道排列于躯干不同部位。气候舱以温度32℃、相对湿度50%模拟高温环境,进行真人着装试验,并对液冷服热湿舒适性及降温效果进行... 详细信息

为了提高夏季高温作业人员的舒适性,设计研发了3款液冷管道降温服。该液冷服由基础服装和液冷系统构成,液冷管道排列于躯干不同部位。气候舱以温度32℃、相对湿度50%模拟高温环境,进行真人着装试验,并对液冷服热湿舒适性及降温效果进行评价。结果表明:3款液冷服均具有一定的降温效果;与对照组服装相比,液冷服使人体平均皮肤温度、躯干皮肤温度、衣下温度、热感觉均有所下降,而热舒适感提升;其中,躯干前后均排列液冷管的冷却服对人体的降温效果最为显著。

关键词：液冷服热湿舒适性管道排列主动冷却热环境

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应用潜热型功能热流体的液冷服散热性能分析

航天医学与医学工程 2011年第3期24卷 186-190页

作者：王亮王涛林贵平北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 中国航天员科研训练中心北京100094

目的研究潜热型功能热流体作为液冷服(LCG)冷却液的散热性能及其影响因素。方法基于Pennes生物热方程建立人体躯干穿着液冷服的传热模型,通过对比各种条件下的液冷服散热量、液冷服效率、冷却液温度和人体皮肤温度等参数,分析液冷服的... 详细信息

目的研究潜热型功能热流体作为液冷服(LCG)冷却液的散热性能及其影响因素。方法基于Pennes生物热方程建立人体躯干穿着液冷服的传热模型,通过对比各种条件下的液冷服散热量、液冷服效率、冷却液温度和人体皮肤温度等参数,分析液冷服的散热性能以及人体热舒适性。结果相比以水为冷却液,潜热型功能热流体可以显著提高液冷服散热能力,减小所需冷却液流量以及泵功;采用较高的流体入口温度,减小皮肤温差,提高人体热舒适性;代谢产热在较大范围内波动有较强的热缓冲能力。结论潜热型功能热流体可以明显改善液冷服的散热性能,提高航天员的热舒适性,在航天生保系统中具有重要的应用与前景。

关键词：潜热型功能热流体相变材料液冷服生命保障