[发明专利]蒸发器置于冷却服内的单循环个人冷却系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种个人冷却系统，具体涉及一种蒸发器置于冷却服内的单循环个人冷却系统，蒸发器直接参与人体散热。

背景技术

个人冷却系统利用蓄冷或主动制冷装置，在高温环境下维持人体的可耐受温度，以达到延长人体在高温恶劣环境下工作时间的目的。蓄冷式个人冷却系统包括蓄冷装置，通常包含冰或其它相变材料、以及在蓄冷材料和人体之间的冷水循环回路；主动制冷式个人冷却系统包括制冷装置，通常是蒸汽压缩式制冷装置或吸附式制冷装置、以及在制冷装置和人体之间的冷水循环回路。这些个人冷却系统都是利用循环冷水带走人体产生的热量，以达到给人体体表散热降温的目的。

通常地，如已公开的实用新型专利“管式液冷防暑降温背心”(89218510.4)，由外置的蓄冰制冷箱与设置在衣服上的液冷管道连接，管道内置循环流动的单相液体，以微型电动循环泵驱动液体经过热交换器带走人体的热量。还有，如已公开的中国专利申请“微气候人体降温系统及其制冷系统”(申请号：201010272847.7)，人体降温系统中冷却服装和制冷系统分置，冷却服装内通过冷水循环达到降温目的，因此，蒸汽压缩式制冷循环中的蒸发器采用冷媒-水换热器，通冷水的软管从蒸发器中引出，接至液冷服，冷水通过服装内的循环换热再回到蒸发器。个人冷却系统的工作过程是：制冷剂在蒸发器中与冷却水换热，冷却水降温后流至冷却服，再与人体换热。也就是说，通常的主动制冷式个人冷却系统是通过冷水循环、间接地利用蒸汽压缩式制冷循环的制冷量。

发明内容本发明的“蒸发器置于冷却服内的单循环个人冷却系统”取消了冷却水换热这个中间环节，将软管式蒸发器直接置于冷却服内，制冷剂直接与人体换热。该系统省去了冷媒-水换热器、冷水箱、冷水、冷水循环泵及其管路，显著缩小了制冷装置的尺寸，减轻了重量，极大地提高了轻便化程度；而且，由于制冷剂直接参与人体冷却过程，蒸发温度升高，制冷效率提高，从而减少电池电量的消耗，有利于提高个人冷却系统的续航能力；省去冷却水换热的环节对于精确控温有利，响应时间也将缩短。另外，本发明采用特定的制冷剂工质，克服了软管式蒸发器直接置于冷却服内，因使用常规制冷剂产生的软管内相对高压造成的服装穿着不舒适的问题。

本发明的目的在于提供一种蒸发器置于冷却服内的单循环个人冷却系统，利用蒸汽压缩式制冷循环对人体降温，蒸发器置于冷却服内部，制冷剂直接与人体换热；冷却服外模块连接在冷却服模块外侧腰部位置，形成一体化。

本发明的目的通过以下技术方案来实现。本发明的蒸发器置于冷却服内的单循环个人冷却系统，其包括：冷却服外模块，其包括微型压缩机、冷凝器、风扇、节流装置、电池、直流变频器；冷却服模块，其包括冷却服、蒸发器、控制板、束紧带；制冷剂在所述冷却服外模块中经压缩、冷凝、节流减压，以相对低温、低压的液态形式进入所述冷却服模块的蒸发器内，吸收人体的散热以达到降温效果，制冷剂蒸发成气态，被压缩机抽吸回到冷却服外模块，完成一个制冷循环；电池给微型压缩机、风扇、节流装置、直流变频器供电，之间用导线相连，直流变频器用于控制微型压缩机转速，进而调节系统的制冷量。

根据本发明的一个实施例，所述制冷回路采用R11作为制冷剂工质。

根据本发明的一个实施例，所述冷却服外模块包括：微型压缩机、冷凝器、风扇、电子膨胀阀、电池、直流变频器，微型压缩机、冷凝器、电子膨胀阀连接在所述制冷剂回路上；电池供给微型压缩机工作，压缩制冷剂蒸汽，使其升温、升压；风扇由电池供电，驱动空气流经冷凝器，冷凝制冷剂蒸汽至液态，空气升温后被风扇排出；制冷剂蒸汽在电子膨胀阀中等焓膨胀，进一步降温、降压，电子膨胀阀由电池供电，其开度可调，通过改变开度控制制冷剂流量及膨胀比，进而调节系统制冷量；直流变频器对微型压缩机进行无级调速。

根据本发明的一个实施例，所述冷却服模块B包括：冷却服、蒸发器、控制板；蒸发器采用密度小、耐压好、弯曲半径小的软管，盘绕在冷却服内部，制冷剂液体通过蒸发器盘管与人体换热，自身蒸发成气态，将人体产生的热量带走，达到人体冷却的目的；冷却服外设有横向束紧带，可以调节蒸发器软管与身体的贴合程度，以实现良好、舒适的换热；控制板安装在冷却服腰部，由用户通过按键，控制直流变频器调节微型压缩机转速。

本发明的有益效果主要体现在：蒸发器置于冷却服内的单循环个人冷却系统省去了冷却水循环管路，制冷剂循环管路直接参与人体散热，减小了系统的尺寸和重量、减小了系统功耗、提高了轻便化程度，而且冷却服外模块与冷却服模块合为一体，方便携带，用户不再因制冷机与冷却服分置而行动受限。