[发明专利]热矿井降温服

说明书

技术领域

本发明涉及一种在酷热的矿井中穿的降温服，尤其是它能有效地吸收人体散热，又能挡住井内热环境向人体的传热，高效节能地实现防暑降温。它也能被用作夏天的环卫工人降温服。

背景技术

以煤矿为代表的矿井，地下深度可达800米以上。井内的空气温度可达40℃以上，而且相当潮湿，相对湿度达90％以上。矿井工人在井内作业不仅工作效率低下，而且健康和生命安全也受到威胁。就拿煤矿来说，因为煤是我国最主要的能源资源，随着经济的快速增长，国家对煤的需求量在逐年增长。采煤工人的防暑降温就成为政治上和经济上的迫切任务。

给地表建筑空间降温，通常采用制冷机组或空调设备的制冷循环原理来实现，即通过消耗电能或热能，使循环工作的流体(简称工质)将建筑空间的热量取走，放到大气环境或江河湖泊中去。一般建筑环境要求温度被降到26℃、相对湿度被控制在60％左右。

给矿井的空气环境降温，采用常规制冷机组或空调设备面临几大难题：第一，井底离地表甚远，无论是把流动的制冷剂还是冷媒体(冷风、冷冻水)送进井底，都需要相当大的输送动力和复杂的输送系统，系统的制造和运行都将耗资巨大；第二，采矿位置不断变化，空调制冷系统的安装和转移将耗资巨大；第三，井内空气潮湿，如果给井内空气降温，自然会有很多水蒸气凝结成水而将大量的潜热又放回空气中去，使空气降温的效果大打折扣。

本发明的目的就是为了解决上述存在的问题。

发明内容

由于矿井深且位置不固定，井内空气温度高且湿度大，采用常规空调方案不仅投资大，而且运行和维护管理费用都相当高。本发明改变给井内大范围空间的空气降温的思路，紧紧围绕给矿工防暑降温的目的，让矿工将降温服穿在身上，直接取出人体的散热，同时又阻止井内热环境(人体周围的高温空气和井壁面)也向它和人体传热，实现冷媒的有效利用。从能耗的角度讲，这个方案的冷负荷只是人体散热，而常规空调制冷方案给矿井降温的冷负荷却是人体散热与从井壁面向空气传过来的热量之和。由此可见，本方案能达到节能的目的。

本发明的技术方案如下：降温服分成三层。中间层内装有易融化的低温固态物质作为冷媒，由于它的温度比人体的温度低，就能吸收人体向它传来的热量。人劳动时产生的热释放出去，就会感到舒适。随着吸热的持续，固态物质温度升高至融点时开始融化，融化时温度不变直至固体全部变成液体，而后液体再吸热时温度继续升高，直至冷媒丧失吸热能力为止。这个吸热过程中的热包含了温度不变时的融化热和温度升高时的显热，融化热占主要成分。里层采用压缩空气层，它的作用是在固体冷媒和人体之间形成一个温度阶梯，控制传热的速度，防止人体因散热过快或过慢而感到寒冷或闷热。外层是隔热层，其作用是阻隔外部的热环境传来的热。因为矿井内空气温度可能比人体的正常温度还高，如果不采取隔热措施，空气也将向中间层冷媒放热而温度下降，同时空气中的水蒸气又会因空气温度下降而凝结成水，从空气中析出，放出大量的潜热。二者合起来会使固体冷媒迅速融化升温，丧失降温能力。方案主要内容可总结如下表所示。

  结构  性能特点  作用  里层(压缩空气层)  可调厚度  控制散热速度，适应人的舒适性要求  中间层(可融化的固体冷媒)  吸热能融化  吸收人体放出的热  外层(隔热层)  隔绝热辐射、热传导和热对流  阻止热环境向中间层传热