Vesta de răcire Megacool oferă protecție termică lucrătorilor în medii cu temperatură înaltă-, sporind confortul în interiorul corpului. În prezent, China deține peste 60 de mine-la temperatură ridicată, cu 38 de mine care depășesc 30 de grade . Pe măsură ce resursele de cărbune de mică adâncime se diminuează, mineritul viitor se va concentra asupra zăcămintelor mai adânci, unde pericolele termice au apărut ca al șaselea risc major după gaz, incendiu, praf de cărbune, presiunea din sol și pericolele de apă, împiedicând grav exploatarea eficientă în adâncime. În plus, industriile precum topirea oțelului expun lucrătorii la temperaturi ambientale de până la 50 de grade. Expunerea prelungită la căldură induce oboseală, productivitate redusă și riscuri fiziologice, cum ar fi dezechilibrul electrolitic și deshidratarea, care amenință sănătatea și siguranța lucrătorilor. Prin urmare, articolele de îmbrăcăminte răcoritoare pentru medii cu temperatură înaltă{11}au o importanță critică.
1. Clasificarea vestelor de răcire
(1) După Structura Confecției
o. Vestă de răcire localizată
Pe baza variațiilor regionale ale producției și disipării căldurii umane, aceste articole de îmbrăcăminte vizează zone cu activitate metabolică ridicată, în primul rând capul și trunchiul. Studiile arată că trunchiul prezintă cea mai mare rată metabolică bazală și capacitate de căldură în timpul muncii. Prin valorificarea gradienților de temperatură între sursele de răcire și mediile conductoare, îmbrăcămintea de răcire localizată elimină necesitatea surselor de alimentare externe. Structura lor simplă, purtabilitatea, răcirea eficientă și caracterul practic le fac aplicabile pe scară largă în setările industriale și zilnice.
b. Vestă de răcire-corp întreg
Aceste articole de îmbrăcăminte asigură o răcire completă pentru trunchi și membre, asigurând confortul termic general. Acestea sunt de obicei rezervate pentru medii cu căldură extremă (de exemplu, turnătorii, zone chimice) sau scenarii care necesită protecție completă-a corpului împotriva gazelor toxice.
(2) Prin mediu de răcire
o. Vestă-răcită cu aer
Utilizând răcirea activă, aceste articole de îmbrăcăminte folosesc unități de refrigerare pentru a răci aerul, care este purificat și canalizat prin tuburi sau straturi de îmbrăcăminte pentru a răci purtătorul. Mecanismul de răcire se bazează pe o evaporare îmbunătățită a transpirației și pe transferul de căldură convectiv.
Avantaje: Alimentare abundentă cu aer, răcire prelungită, eficiență ridicată.
Limitări: straturile-umplute cu aer limitează mobilitatea, afectând eficiența operațională în spații închise (de exemplu, mine). Sistemele de refrigerare prezintă riscuri de explozie în medii care necesită măsuri stricte antiexplozie.
b. Vestă de răcire cu schimbare de fază
Funcționând prin răcire pasivă, aceste articole de îmbrăcăminte integrează materiale cu schimbare de fază (PCM) care absorb căldura în timpul tranzițiilor de fază (de exemplu, solid la lichid). De exemplu:
PCM solid la lichid: atunci când temperaturile ambientale depășesc punctul de schimbare de fază al PCM, materialul se topește, absorbind căldură pentru a răci corpul. În schimb, atunci când temperaturile scad sub punctul de schimbare a fazei, PCM se solidifică, eliberând căldura stocată pentru a menține echilibrul termic. PCM obișnuite: gheață, gheață carbonică, parafină, hidrogeluri și polimeri superabsorbanți, gheața, hidrogelurile și parafina fiind cele mai răspândite.
Avantaje:
- Cost redus, design simplu, ușurință în utilizare și funcționalitate dublă (răcire și izolație).
- Diverse opțiuni PCM, inclusiv materiale organice, anorganice și hibride, permit aplicații în sectoarele minier, metalurgic și industrial.
- Menține un „microclimat” stabil în interiorul îmbrăcămintei, asigurând un confort susținut.
- Focus de cercetare: PCM-urile sunt un punct fierbinte în studiile de management termic datorită adaptabilității și eficienței lor.
2. Progresul cercetării în vesta de răcire cu schimbare de fază
În studiul vestelor de răcire cu schimbare de fază, progresele pot fi urmărite prin următoarele abordări:
(1) Dezvoltarea materialelor de încapsulare-rezistente la coroziune și maleabile
Concentrați-vă pe identificarea materialelor de încapsulare cu rezistență superioară la coroziune și plasticitate, combinate cu tehnici avansate de încapsulare pentru a preveni deformarea și scurgerea materialului.
(2) Optimizarea designului pungii de încapsulare
Modificări ale pungii: introduceți perforații sau modele de etanșare la căldură-pentru a crește aria de disipare a căldurii a materialului, îmbunătățind eficiența răcirii.
Context-Selectare specifică a pungii: pentru nevoi de răcire rapidă: utilizați pungi conductoare termic pentru a accelera topirea și răcirea PCM. Pentru medii termice moderate: Folosiți pungi izolate pentru a încetini topirea PCM, prelungind durata de răcire.
(3) Îmbunătățirea conductibilității termice PCM
Integrați pulberi metalice la scară nanometrică (de exemplu, aluminiu, cupru) în nanocapsule pentru a îmbunătăți conductivitatea termică. Dezvoltați PCM-uri compozite cu eficiență ridicată de disipare a căldurii și longevitate operațională extinsă.
(4) Tehnologii de activare pentru reactivarea PCM
Creați materiale sau dispozitive noi pentru a reactiva rapid PCM-urile epuizate, permițând reutilizarea și minimizând timpul de nefuncționare în fluxurile de lucru cu{0}}înaltă eficiență.
(5) Încapsularea solidă a PCM-urilor
Proiectați matrici de încapsulare solide cu conductivități termice variabile pentru a conține PCM-uri lichide după-topire, asigurând nicio scurgere. Potriviți proprietățile matricei la cerințele termice specifice aplicației-.
(6) Dezvoltarea articolelor de îmbrăcăminte de răcire PCM integrate
Proiectați articole de îmbrăcăminte de răcire multi-funcționale care combină avantajele PCM cu sisteme auxiliare pentru monitorizarea și reglarea temperaturii-în timp real.
(7) Optimizarea interdisciplinară a designului
Încorporați principii din termodinamică, igiena îmbrăcămintei și ergonomie pentru a obține: greutate redusă; Durată optimă de răcire; Confortul purtătorului; Simplitate operațională; Capabilități multi-funcționale; Accentuați designul-centrat pe om pentru a prioritiza nevoile utilizatorilor.
Vesta de răcire cu schimbare de fază are perspective largi de aplicare. Ar trebui să căutăm materiale de ambalare și metode de ambalare bune, să îmbunătățim conductivitatea termică a materialelor cu schimbare de fază, să dezvoltăm materiale compozite cu schimbare de fază cu efect bun de disipare a căldurii și o viață lungă a bateriei și să dezvoltăm noi materiale sau echipamente care pot activa rapid materialele cu schimbare de fază. Pe baza materialelor cu schimbare de fază, ar trebui să dezvoltăm noi îmbrăcăminte de răcire integrată cu efect de răcire bun și funcție de control al temperaturii și să promovăm în continuare dezvoltarea îmbrăcămintei de răcire cu schimbare de fază.