你听说过“制冷空调服”吗？

你听说过制冷和加热空调服吗？空调服作为一种可穿戴的设备，可以主动调节人体温度，应用广泛。在医学领域，可用于特殊病患者的体温控制、神经外科手术中患者的体温保持等；在工业领域，可用于特殊 环境（ 地下、玻璃/钢熔炉） 各类操作人员的体温保持；在体育领域，也可用于调节赛车手的体温和各种体育医学研究；在军事领域，它不仅可以帮助调节士兵的体温，满足各种战场环境的需要，还可以用于各种军用车辆的高温环境或寒冷的深海潜水。下面麦工装小编带您进一步了解一下。

1.制冷空调服有哪些？

首先，我们将制冷空调分为以下几类：

(1)空气制冷:空气冷却空调服通过加速皮肤表面干燥空气的流动: 一方面加速汗液蒸发，带走热量； 另一方面，强制对流冷却体表，达到冷却的目的。

（2）凝胶/冰袋制冷：凝胶/冰袋制冷方法是将冷冻凝胶或冰袋放入空调服内口袋中，通过凝胶/冰袋融化吸热降低人体温度。

(3)相变制冷:相变冷却利用某些材料( 如石蜡) 从固体到液体的吸热性能，将相变材料整合到空调服中。当人体温度升高时，多余的热量被相变材料吸收。

（4）液体制冷：液体冷却空调服采用埋在空调服内的液体管，通过管道内低温液体循环降低人体温度。

1.1 空冷空调服

出汗是人体即原始又有效的散热方式，没有空调服主动调节体温。研究表明，1L 汗液蒸发可以带走24000左右kJ热量。汗液的蒸发效率直接关系到皮肤面积、人体与外界的水蒸气压差和衣物的透气性。

空气冷却空调服装一般有两种结构形式。1、种空气冷却空调服装有两层结构： 外层不透气材料和内层透气材料。干燥和冷却的空气在2 层织物之间流动，通过加速汗液蒸发和皮肤表面强制对流来降低人体表面的温度。 2、 种空气冷却空调服装只有一层结构。安装在空调织物上的风扇或风扇阵列直接将外部空气送入空调服装，加速空调服装内的空气流动。

从空气制冷空调服装的发展来看，由于其应用场合相对单一，空调服装内外不能穿其他衣服，外部环境温度高，仅用于室内环境人员，尚未广泛应用于工业或军事领域。

1. 2 凝胶/冰袋冷却空调服

通过凝胶/冰袋制冷的空调服内层一般有几个口袋用于安装凝胶/冰袋，人体热量通过血液循环带到体表后被凝胶或冰袋吸收。通常，单个冰袋的质量是400 ～ 700 g，2 用于空调服～ 6，计算结果显示1 kg 冰融化可吸热335 kJ。在高温环境下，使用凝胶/冰袋空调服可以有效降低穿着者的心率和体表温度。

凝胶/冰袋冷却的空调服结构简单，成本低，可重复使用。凝胶/冰袋冷却空调服有以下缺点:

1) 凝胶/冰袋使用后需要重新冷冻( 过程可能需要几个小时) ；

2) 凝胶/冰袋在使用过程中表面会产生冷凝水，浸泡衣物后会增加空调衣服穿者的不适，可能导致皮肤过敏；

3) 凝胶/冰袋温度低，穿着过程中靠近皮肤可能导致血管收缩，导致皮肤附近外周血回流，影响人体自身温度调节机制，导致核心温度升高，心跳加快。

1. 3 相变冷却空调服

相变冷却空调服基于相变材料(PCM) 可以在相变过程中吸收热量，但温度不会改变，吸收人体表面的热量，降低人体温度。常用的相变材料是基于石蜡和聚乙二醇( PEG)常见的熔化吸热温度范围为20 ～ 40 ℃; 在正常体温范围内，固化吸热的温度范围为-30 ～10 ℃。

有三种常见的相变材料与空调服的结合方式：

将相变材料袋( 5 ～ 15 cm 尺寸) 装入空调服口袋；

2) 微胶囊含有相变材料( 10 ～100 μm) 在空调服中编织；

3) 将相变材料纳米纤维埋在空调织物中。

从相变制冷空调相变材料的布置来看，由微胶囊纤维编织的空调透气性好，柔软舒适，但由于相变材料总量不足，只能维持约15 W 吸热，可持续使用时间不足； 使用袋装相变材料的空调服不利于水分排放，影响织物的柔软度，穿着不舒服。

相变制冷的空调服与其它制冷方式相比，具有以下的优点：

1) 相变吸热过程中材料温度不变，不会像冰袋制冷那样造成皮肤受伤，可贴身佩戴，减少热损失；

2) 相变材料使用后从液体恢复到固体，只需在冷水中浸泡约20 min。

缺点如下：

1) 与冰袋相比，吸热量不足，难以长期维持( 3h 以上) 工作；

2) 某些相变材料有毒，破裂后直接接触人体可能会造成伤害。

1. 4 液冷空调

凝胶/冰袋和相变冷却2 空调服的工作模式是被动的，其吸热量和速度无法人工控制，而液体冷却空调服通过冷却液在换热管中循环带走人体多余的热量。这种制冷模式可以根据人体和空调服的工作情况实时控制液体工质的温度和流量，具有积极控制的能力，代表了制冷空调服未来的发展方向。

早期的液体冷却空调服务是为空间环境中的宇航员提供的，基于液体冷却原理。到目前为止，液体冷却空调服务已广泛应用于工业、矿山、消防、医疗等领域。液体冷却空调服务通常由液体储罐、循环泵、冷却空调服务通常由液体储罐、循环泵、热交换器、空调服务中热交换管和各种流量和温度传感器组成。

目前，液体冷却空调服用液体工质冷却方法有2种：

使用冰和其他制冷剂冷却液体工作质量或使用类似空调原理的压缩机系统冷却液体工作质量。其中： 在换热罐中使用冰、冰袋冷却液体工作质量的方法较为常见，成本较低； 使用压缩机系统冷却循环液体工作质量的研究也集中在军事领域。

在大多数现有研究中，液体循环冷却空调由3 层结构、外保护层、中间层和内层与皮肤接触层组成，液体工作质量循环管缝制在中间层和内层之间。由于需要确保热交换管与皮肤的紧密接触，空调服装的外观设计往往会在一定程度上收紧。目前，大多数热交换管都是聚氯乙烯（ PVC) 材料，内径1.5 ～1.7 mm，长度为90 ～ 100 m，覆盖了15% ～ 皮肤面积20%，典型循环速度为0.5 ～2 g /s，换热速度为100～ 400 W。

常用的液体工质是水，或50%水和50%丙二醇的混合物。

目前，液体冷却空调服作为空调服领域应用前景比较广阔的技术，具有以下明显优势：

1) 根据空调服内外温湿度环境的变化，可调节换热量；

2) 与其他被动制冷空调服相比，使用时间长；

3) 换热管可以冷却头部，这是其他制冷空调技术无法实现的。

作为未来智能服装的发展方向，液冷空调服装还需要克服以下缺点：

1) 为了提高换热效率，降低空调服装质量，需要研究空调服装内部织物和换热管的形状；

2) 需要与生命体征传感器结合，根据维持人体生命体征的需要，主动调整空调服务的运行；

3) 优化空调服的外观结构，适应不同体型的人群，优化换热管的布置，提高换热效率；

4)考虑和加强头部制冷，头部的热量仅次于躯干，头部过热会直接导致意识不清甚至昏厥。在后续的空调研究中，需要充分考虑头部冷却的需要。

麦工装（北京）服装有限公司主要定制生产制冷空调服、加热服/发热服、防静电服、阻燃服等特种防护服，欢迎咨询。联系方式：400-600-4833