Мегацоол прслук за хлађење обезбеђује топлотну заштиту за раднике у окружењима са високим{0}}температурама, повећавајући удобност у телу. Тренутно, Кина поседује преко 60 рудника-високих температура, са 38 рудника изнад 30 степени. Како се плитки ресурси угља смањују, будуће експлоатације ће се фокусирати на дубља лежишта, где су се термалне опасности појавиле као шести велики ризик после гаса, пожара, угљене прашине, притиска тла и опасности од воде, што озбиљно омета ефикасно дубинско копање. Поред тога, индустрије попут топљења челика излажу раднике температурама околине до 50 степени. Продужено излагање топлоти изазива умор, смањену продуктивност и физиолошке ризике као што су неравнотежа електролита и дехидрација, угрожавајући здравље и безбедност радника. Због тога је одећа за хлађење за окружења са{11}високим температурама од кључног значаја.
1. Класификација прслука за хлађење
(1) По структури одеће
а. Локализовани прслук за хлађење
На основу регионалних варијација у производњи и дисипацији топлоте код људи, ова одећа циља на подручја са високом метаболичком активношћу, првенствено на главу и торзо. Студије показују да торзо показује највећу стопу базалног метаболизма и топлотни капацитет током рада. Користећи температурне градијенте између извора хлађења и проводних медија, локализована одећа за хлађење елиминише потребу за спољним изворима напајања. Њихова једноставна структура, носивост, ефикасно хлађење и практичност чине их широко применљивим у индустријским и свакодневним окружењима.
б. Прслук за хлађење{1}} целог тела
Ова одећа обезбеђује свеобухватно хлађење трупа и удова, обезбеђујући укупну топлотну удобност. Обично су резервисани за окружења са екстремном топлотом (нпр. ливнице, хемијске зоне) или сценарије који захтевају потпуну-заштиту тела од токсичних гасова.
(2) Посредством за хлађење
а. Прслук{1}}са ваздушним хлађењем
Користећи активно хлађење, ова одећа користи расхладне јединице за хлађење ваздуха, који се пречишћава и каналише кроз цеви или слојеве одеће да охлади корисника. Механизам за хлађење се ослања на појачано испаравање зноја и конвективни пренос топлоте.
Предности: Обилно снабдевање ваздухом, продужено хлађење, висока ефикасност.
Ограничења: Слојеви{0}}испуњени ваздухом ограничавају мобилност, смањујући оперативну ефикасност у скученим просторима (нпр. рудници). Расхладни системи представљају ризик од експлозије у срединама које захтевају строге мере против експлозије.
б. Прслук за хлађење промене фазе
Радећи путем пасивног хлађења, ова одећа интегрише материјале за промену фазе (ПЦМ) који апсорбују топлоту током фазних прелаза (нпр. чврста у течност). на пример:
ПЦМ од чврстог до течног: Када температуре околине пређу тачку промене фазе ПЦМ-а, материјал се топи, апсорбујући топлоту да охлади тело. Супротно томе, када температуре падну испод тачке промене фазе, ПЦМ се учвршћује, ослобађајући ускладиштену топлоту да би одржао топлотну равнотежу. Уобичајени ПЦМ: лед, суви лед, парафин, хидрогелови и суперупијајући полимери, при чему су лед, хидрогелови и парафин најзаступљенији.
Предности:
- Ниска цена, једноставан дизајн, лака употреба и двострука функционалност (хлађење и изолација).
- Различите опције ПЦМ-а, укључујући органске, неорганске и хибридне материјале, омогућавају примену у рударским, металуршким и индустријским секторима.
- Одржавајте стабилну „микроклиму“ унутар одеће, обезбеђујући трајну удобност.
- Фокус истраживања: ПЦМ-ови су жариште у студијама управљања топлотом због своје прилагодљивости и ефикасности.
2. Напредак истраживања у прслуку за хлађење промене фазе
У проучавању прслука за хлађење промене фазе, напредак се може пратити кроз следеће приступе:
(1) Развој материјала-отпорних на корозију и савитљивих материјала за инкапсулацију
Фокусирајте се на идентификацију материјала за инкапсулацију са супериорном отпорношћу на корозију и пластичношћу, у комбинацији са напредним техникама инкапсулације како би се спречила деформација и цурење материјала.
(2) Оптимизација дизајна врећице за инкапсулацију
Модификације кеса: Уведите специфичне перфорације или шаблоне за{0}}заптивке да бисте повећали површину расипање топлоте материјала, побољшавајући ефикасност хлађења.
Контекст-Избор специфичних кеса: За потребе брзог хлађења: Користите топлотно проводљиве кесе да бисте убрзали топљење и хлађење ПЦМ-а. За умерена термичка окружења: Користите изоловане кесе да бисте успорили топљење ПЦМ-а, продужавајући време хлађења.
(3) Побољшање топлотне проводљивости ПЦМ-а
Интегришите металне прахове наноразмера (нпр. алуминијум, бакар) у нанокапсуле да бисте побољшали топлотну проводљивост. Развијте композитне ПЦМ са високом ефикасношћу одвођења топлоте и продуженим радним веком.
(4) Технологије активације за реактивацију ПЦМ-а
Креирајте нове материјале или уређаје да бисте брзо поново активирали истрошене ПЦМ-ове, омогућавајући поновну употребу и минимизирање застоја у високо{0}}ефикасним токовима посла.
(5) Чврста инкапсулација ПЦМ-а
Дизајнирајте чврсте инкапсулационе матрице са променљивом топлотном проводљивошћу да садрже течне ПЦМ после-отопљења, обезбеђујући да нема цурења. Ускладите својства матрице са-специфичним термалним захтевима.
(6) Развој интегрисане ПЦМ расхладне одеће
Инжењерска мулти-функцијска расхладна одећа која комбинује предности ПЦМ-а са помоћним системима за праћење и регулацију температуре-у реалном времену.
(7) Интердисциплинарна оптимизација дизајна
Укључите принципе из термодинамике, хигијене одеће и ергономије да бисте постигли: Смањење тежине; Оптимално трајање хлађења; Удобност носиоца; Оперативна једноставност; Више{0}}функционалне могућности; Нагласите дизајн који је{1}}усредсређен на човека да бисте дали приоритет потребама корисника.
Прслук за хлађење са променом фазе има широке изгледе за примену. Требало би да тражимо добре материјале за паковање и методе паковања, да побољшамо топлотну проводљивост материјала за промену фазе, да развијемо композитне материјале за промену фазе са добрим ефектом дисипације топлоте и дугим трајањем батерије, и развијемо нове материјале или опрему која може брзо активирати материјале за промену фазе. На основу материјала за промену фазе, требало би да развијемо нову интегрисану одећу за хлађење са добрим ефектом хлађења и функцијом контроле температуре, и даље промовишемо развој одеће за хлађење са променом фазе.