【摘要】：隨著室內(nèi)制冷技術(shù)的發(fā)展,即使在炎熱的夏季,室內(nèi)工作環(huán)境的溫濕度也都能得到穩(wěn)定有效的控制,但是交警、消防員這樣室外工作的人們卻無法利用室內(nèi)制冷設(shè)備滿足散熱需求,多余的熱量長時(shí)間積蓄,會影響身體健康,甚至帶來安全隱患。一些個人制冷設(shè)備如空氣降溫服、液體降溫服、相變降溫服、蒸發(fā)降溫服,雖然有一定的降溫效果,但是其散熱過程通常沒有得到穩(wěn)定的控制,溫度劇烈變化以及局部過冷同樣會引起人體不適。為了提高著裝者的熱舒適性,本文選擇冷卻效果良好,且易于控制的液體降溫服為研究對象,研制了一套具有溫控系統(tǒng)的便攜式降溫服。首先,通過理論計(jì)算我們得到了簡化的人體-降溫服-環(huán)境傳熱模型,分析表明循環(huán)流量、入口水溫比較適合作為溫控系統(tǒng)的控制變量,并通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):循環(huán)流量只有在低流量范圍有明顯調(diào)節(jié)作用,高流量時(shí)不會影響降溫服工作時(shí)間;對入口水溫進(jìn)行控制則能提升熱舒適性,同時(shí)延長降溫服工作時(shí)間。隨后,我們設(shè)計(jì)了控制電路及固件,可以通過藍(lán)牙連接在手機(jī)上實(shí)時(shí)觀測到環(huán)境溫濕度、冰水溫度、入口水溫、著裝者運(yùn)動狀態(tài)、電池電量等信息,同時(shí)可以對降溫服換熱過程進(jìn)行調(diào)控。最終我們得到了三種控制模式:手動模式、恒溫模式、自動模式。手動模式需要手動設(shè)置微泵轉(zhuǎn)速及冰水混合度;恒溫模式只需設(shè)定入口水溫,控制器會通過PID調(diào)節(jié)將其穩(wěn)定在設(shè)定值,控溫精度為±0.5℃;自動模式通過預(yù)測剩余電量和剩余冰量,自動設(shè)定微泵轉(zhuǎn)速和入口水溫,電量剩余使用時(shí)間通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測,平均預(yù)測誤差為150秒,冰量剩余使用時(shí)間通過循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測,平均預(yù)測誤差為60秒。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP273;TB65
【圖文】：

圖 1.1 高溫工作環(huán)境對于工作在這樣高溫環(huán)境的人們，由于工作的特殊性，無法利用現(xiàn)有的室內(nèi)制冷為他們改善惡劣的工作環(huán)境。一旦多余的熱量無法通過人體的自我調(diào)節(jié)能力及時(shí)，就會導(dǎo)致體溫上升；并且由于皮膚表面血管擴(kuò)張，血液循環(huán)加快，以至于大腦供血相對不足，使工作者注意力難以集中，從而發(fā)生事故的風(fēng)險(xiǎn)大大增加[4]。對防員、冶金工人而言，事故通常意味著生命安全受到威脅。

技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 代末，美國宇航局（NASA）為了空服[5]，到如今可以民用的空調(diào)服為空氣降溫服、液體降溫服、相變ooling Garments）是一種主動散熱系空氣可以通過對流換熱帶走人體表，從而加快體表汗液的蒸發(fā)，汗液

這樣一方面限制了著裝者的行動范圍，一方面也使得法隨身攜帶。，空氣降溫服受環(huán)境溫度以及環(huán)境濕度的影響，制冷效果再通過控制系統(tǒng)對換熱過程加以控制的話，將無法滿足著，利用壓縮機(jī)提供低溫干燥氣體的空氣降溫服便攜性較差度控制系統(tǒng)的便攜式空氣降溫服。溫服服（Liquid Cooling Garments）同樣是一種主動散熱系統(tǒng)，，通過管路內(nèi)的低溫循環(huán)液（通常以水作為工質(zhì)）帶走人高的循環(huán)液會重新進(jìn)入制冷設(shè)備被冷卻，從而進(jìn)行下一次常需要微泵帶動管路內(nèi)的工質(zhì)循環(huán)，而制冷設(shè)備通常為一收的熱量降低溫度升高的循環(huán)水。

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本文編號：2770986