L'armilla de refrigeració Megacool ofereix protecció tèrmica als treballadors en entorns d'alta-temperatura, millorant la comoditat dins del cos. Actualment, la Xina té més de 60 mines d'-alta temperatura, amb 38 mines que superen els 30 graus . A mesura que disminueixin els recursos de carbó poc profund, la mineria futura se centrarà en dipòsits més profunds, on els perills tèrmics han emergit com el sisè risc important després de gas, foc, pols de carbó, pressió del sòl i aigua, dificultant greument la mineria profunda eficient. A més, indústries com la fosa d'acer exposen els treballadors a temperatures ambientals de fins a 50 graus. L'exposició prolongada a la calor indueix fatiga, reducció de la productivitat i riscos fisiològics com el desequilibri d'electròlits i la deshidratació, que amenacen la salut i la seguretat dels treballadors. Per tant, les peces de refrigeració per a entorns-d'alta temperatura tenen una importància crítica.
1. Classificació de l'armilla de refrigeració
(1) Per estructura de roba
a. Armilla de refrigeració localitzada
A partir de les variacions regionals en la producció i dissipació de calor humana, aquestes peces s'orienten a zones amb una alta activitat metabòlica, principalment el cap i el tors. Els estudis mostren que el tors presenta la taxa metabòlica basal i la capacitat de calor més altes durant el treball. Aprofitant els gradients de temperatura entre les fonts de refrigeració i els mitjans conductors, les peces de refrigeració localitzades eliminen la necessitat de fonts d'alimentació externes. La seva estructura senzilla, portabilitat, refrigeració eficaç i practicitat els fan àmpliament aplicables en entorns industrials i quotidians.
b. Armilla de refredament-de cos sencer
Aquestes peces proporcionen una refrigeració integral per al tors i les extremitats, assegurant la comoditat tèrmica general. Normalment es reserven per a entorns de calor extrem (p. ex., foneries, zones químiques) o escenaris que requereixen una protecció total-del cos contra els gasos tòxics.
(2) Per mitjà de refrigeració
a. Armilla-refrigida per aire
Utilitzant un refredament actiu, aquestes peces utilitzen unitats de refrigeració per refredar l'aire, que es purifica i es canalitza a través de tubs o capes de roba per refredar l'usuari. El mecanisme de refrigeració es basa en una millor evaporació de la suor i la transferència de calor convectiva.
Avantatges: subministrament d'aire abundant, refrigeració prolongada, alta eficiència.
Limitacions: les capes-omples d'aire restringeixen la mobilitat, perjudicant l'eficiència operativa en espais confinats (p. ex., mines). Els sistemes de refrigeració presenten riscos d'explosió en entorns que requereixen mesures antiexplosió estrictes.
b. Armilla de refrigeració de canvi de fase
Funcionant mitjançant refrigeració passiva, aquestes peces integren materials de canvi de fase (PCM) que absorbeixen calor durant les transicions de fase (per exemple, sòlid a líquid). Per exemple:
PCM sòlid a líquid: quan les temperatures ambientals superen el punt de canvi de fase del PCM, el material es fon i absorbeix calor per refredar el cos. Per contra, quan les temperatures baixen del punt de canvi de fase, el PCM es solidifica, alliberant calor emmagatzemada per mantenir l'equilibri tèrmic. PCM comuns: gel, gel sec, parafina, hidrogels i polímers superabsorbents, amb gel, hidrogels i parafina els més freqüents.
Avantatges:
- Baix cost, disseny senzill, facilitat d'ús i doble funcionalitat (refrigeració i aïllament).
- Diverses opcions de PCM, inclosos materials orgànics, inorgànics i híbrids, permeten aplicacions en els sectors de la mineria, la metal·lúrgia i la indústria.
- Mantenir un "microclima" estable dins de la peça, assegurant un confort sostingut.
- Enfoc de la investigació: els PCM són un punt calent en els estudis de gestió tèrmica per la seva adaptabilitat i eficiència.
2. Progrés de la investigació en armilla de refrigeració de canvi de fase
En l'estudi de l'armilla de refrigeració de canvi de fase, es poden fer avenços mitjançant els enfocaments següents:
(1) Desenvolupament de materials d'encapsulació-resistents a la corrosió i mal·leables
Centreu-vos a identificar materials d'encapsulació amb resistència a la corrosió i plasticitat superiors, combinats amb tècniques d'encapsulació avançades per evitar la deformació i fuites del material.
(2) Optimització del disseny de la bossa d'encapsulació
Modificacions de la bossa: introduïu perforacions específiques o patrons de-segellat tèrmic per augmentar l'àrea de dissipació de calor del material, millorant l'eficiència de refrigeració.
Context-Selecció de bossa específica: per a necessitats de refrigeració ràpida: utilitzeu bosses tèrmicament conductores per accelerar la fusió i el refredament del PCM. Per a entorns tèrmics moderats: utilitzeu bosses aïllades per frenar la fusió del PCM, allargant la durada del refredament.
(3) Millora de la conductivitat tèrmica del PCM
Integrar pols metàl·liques a nanoescala (per exemple, alumini, coure) a nanocàpsules per millorar la conductivitat tèrmica. Desenvolupar PCM compostos amb una alta eficiència de dissipació de calor i una longevitat operativa estesa.
(4) Tecnologies d'activació per a la reactivació de PCM
Creeu materials o dispositius nous per reactivar ràpidament els PCM esgotats, permetent la reutilització i minimitzant el temps d'inactivitat en fluxos de treball d'alta{0}}eficiència.
(5) Encapsulació sòlida de PCM
Dissenyeu matrius d'encapsulació sòlides amb conductivitats tèrmiques variables per contenir PCM líquids després de la-fusió, garantint que no hi hagi fuites. Relaciona les propietats de la matriu amb les exigències tèrmiques específiques de l'aplicació-.
(6) Desenvolupament de peces de refrigeració PCM integrades
Dissenyeu peces de refrigeració multi-funcionals que combinen els avantatges de PCM amb sistemes auxiliars per al control i la regulació de la temperatura-en temps real.
(7) Optimització del disseny interdisciplinari
Incorporar principis de termodinàmica, higiene de la roba i ergonomia per aconseguir: Pes reduït; Durada òptima de refrigeració; Confort de l'usuari; Simplicitat operativa; Capacitats multi-funcionals; Poseu èmfasi en el disseny centrat en persones-per prioritzar les necessitats dels usuaris.
L'armilla de refrigeració de canvi de fase té àmplies perspectives d'aplicació. Hem de buscar bons materials d'embalatge i mètodes d'embalatge, millorar la conductivitat tèrmica dels materials de canvi de fase, desenvolupar materials compostos de canvi de fase amb un bon efecte de dissipació de calor i una llarga durada de la bateria i desenvolupar nous materials o equips que puguin activar ràpidament els materials de canvi de fase. A partir dels materials de canvi de fase, hauríem de desenvolupar roba de refrigeració integrada nova amb un bon efecte de refrigeració i funció de control de temperatura, i promoure encara més el desenvolupament de roba de refrigeració de canvi de fase.