توفر سترة التبريد Megacool الحماية الحرارية للعاملين في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة-، مما يعزز الراحة داخل الجسم. حاليًا، تمتلك الصين أكثر من 60 منجمًا-تتحمل درجات الحرارة المرتفعة، منها 38 منجمًا تتجاوز درجة حرارتها 30 درجة . ومع تناقص موارد الفحم الضحلة، سيركز التعدين المستقبلي على الرواسب العميقة، حيث ظهرت المخاطر الحرارية باعتبارها الخطر الرئيسي السادس بعد الغاز والحرائق وغبار الفحم والضغط الأرضي ومخاطر المياه، مما يعيق بشدة التعدين العميق الفعال. بالإضافة إلى ذلك، فإن الصناعات مثل صهر الصلب تعرض العمال لدرجات حرارة محيطة تصل إلى 50 درجة. يؤدي التعرض للحرارة لفترات طويلة إلى التعب، وانخفاض الإنتاجية، والمخاطر الفسيولوجية مثل اختلال التوازن بالكهرباء والجفاف، مما يهدد صحة العمال وسلامتهم. ولذلك، فإن تبريد الملابس في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة-له أهمية بالغة.
1. تصنيف سترة التبريد
(1) حسب هيكل الملابس
أ. سترة التبريد الموضعية
استنادًا إلى الاختلافات الإقليمية في إنتاج وتبديد الحرارة البشرية، تستهدف هذه الملابس المناطق ذات النشاط الأيضي العالي، وفي المقام الأول الرأس والجذع. تشير الدراسات إلى أن الجذع يُظهر أعلى معدل أيض أساسي وسعة حرارية أثناء العمل. ومن خلال الاستفادة من التدرجات الحرارية بين مصادر التبريد والوسائط الموصلة، تلغي ملابس التبريد الموضعية الحاجة إلى مصادر طاقة خارجية. إن هيكلها البسيط وقابليتها للارتداء والتبريد الفعال والتطبيق العملي يجعلها قابلة للتطبيق على نطاق واسع في البيئات الصناعية واليومية.
ب. سترة تبريد الجسم بالكامل-
توفر هذه الملابس تبريدًا شاملاً للجذع والأطراف، مما يضمن الراحة الحرارية الشاملة. يتم تخصيصها عادةً للبيئات شديدة الحرارة (على سبيل المثال، المسابك والمناطق الكيميائية) أو السيناريوهات التي تتطلب حماية -كاملة للجسم ضد الغازات السامة.
(2) عن طريق التبريد المتوسط
أ. سترة تبريد الهواء-
باستخدام التبريد النشط، تستخدم هذه الملابس وحدات تبريد لتبريد الهواء، الذي يتم تنقيته وتوجيهه عبر الأنابيب أو طبقات الملابس لتبريد مرتديها. تعتمد آلية التبريد على تبخر العرق المعزز ونقل الحرارة بالحمل الحراري.
المزايا: إمداد هواء وفير، تبريد طويل الأمد، كفاءة عالية.
القيود: تعمل الطبقات المملوءة بالهواء- على تقييد الحركة، مما يضعف الكفاءة التشغيلية في الأماكن الضيقة (مثل المناجم). تشكل أنظمة التبريد مخاطر الانفجار في البيئات التي تتطلب تدابير صارمة ضد الانفجار.
ب. سترة التبريد لتغيير المرحلة
تعمل هذه الملابس من خلال التبريد السلبي، وتدمج مواد متغيرة الطور (PCMs) التي تمتص الحرارة أثناء التحولات الطورية (على سبيل المثال، الصلبة إلى السائلة). على سبيل المثال:
PCM الصلبة إلى السائلة: عندما تتجاوز درجات الحرارة المحيطة نقطة تغير الطور في PCM، تذوب المادة، وتمتص الحرارة لتبريد الجسم. على العكس من ذلك، عندما تنخفض درجات الحرارة إلى ما دون نقطة تغير الطور، يتصلب PCM، ويطلق الحرارة المخزنة للحفاظ على التوازن الحراري. PCMs الشائعة: الثلج، والثلج الجاف، والبارافين، والهلاميات المائية، والبوليمرات فائقة الامتصاص، مع كون الثلج، والهلاميات المائية، والبارافين الأكثر انتشارًا.
المزايا:
- تكلفة منخفضة، تصميم بسيط، سهولة الاستخدام، ووظيفة مزدوجة (التبريد والعزل).
- تعمل خيارات PCM المتنوعة، بما في ذلك المواد العضوية وغير العضوية والهجينة، على تمكين التطبيقات عبر قطاعات التعدين والمعادن والصناعة.
- الحفاظ على "مناخ محلي" مستقر داخل الملابس، مما يضمن الراحة المستمرة.
- التركيز على البحث: تعد PCMs نقطة ساخنة في دراسات الإدارة الحرارية نظرًا لقدرتها على التكيف وكفاءتها.
2. تقدم البحث في سترة التبريد لتغيير الطور
في دراسة سترة التبريد متغيرة الطور، يمكن متابعة التقدم من خلال الأساليب التالية:
(1) تطوير مواد التغليف المقاومة للتآكل والقابلة للطرق
التركيز على تحديد مواد التغليف ذات المقاومة الفائقة للتآكل واللدونة، جنبًا إلى جنب مع تقنيات التغليف المتقدمة لمنع تشوه المواد وتسربها.
(2) تحسين تصميم كيس التغليف
تعديلات الحقيبة: تقديم ثقوب معينة أو أنماط إغلاق حرارية-لزيادة مساحة تبديد الحرارة للمادة، مما يعزز كفاءة التبريد.
السياق-تحديد كيس محدد: لتلبية احتياجات التبريد السريع: استخدم أكياس موصلة للحرارة لتسريع ذوبان PCM وتبريده. بالنسبة للبيئات الحرارية المعتدلة: استخدم أكياسًا معزولة لإبطاء ذوبان PCM، مما يؤدي إلى إطالة مدة التبريد.
(3) تعزيز التوصيل الحراري PCM
دمج مساحيق المعادن النانوية (مثل الألومنيوم والنحاس) في كبسولات نانوية لتحسين التوصيل الحراري. قم بتطوير PCMs المركبة ذات الكفاءة العالية في تبديد الحرارة وطول العمر التشغيلي الممتد.
(4) تقنيات التنشيط لإعادة تنشيط PCM
أنشئ مواد أو أجهزة جديدة لإعادة تنشيط وحدات PCM المستنفدة سريعًا، مما يتيح إعادة الاستخدام وتقليل وقت التوقف عن العمل في-سير عمل عالي الكفاءة.
(5) التغليف الصلب لـ PCMs
صمم مصفوفات تغليف صلبة ذات موصلات حرارية متغيرة لاحتواء PCMs السائلة بعد الذوبان، مما يضمن عدم التسرب. قم بمطابقة خصائص المصفوفة مع المتطلبات الحرارية المحددة للتطبيقات-.
(6) تطوير ملابس التبريد PCM المتكاملة
صمم ملابس تبريد متعددة الوظائف- تجمع بين مزايا PCM والأنظمة المساعدة لمراقبة وتنظيم درجة الحرارة في الوقت الفعلي-.
(7) تحسين التصميم متعدد التخصصات
دمج مبادئ الديناميكا الحرارية ونظافة الملابس وبيئة العمل لتحقيق ما يلي: تقليل الوزن؛ مدة التبريد الأمثل. راحة مرتديها؛ البساطة التشغيلية؛ إمكانيات وظيفية متعددة-؛ أكد على التصميم الذي يتمحور حول الإنسان-لتحديد أولويات احتياجات المستخدم.
تتمتع سترة التبريد المتغيرة الطور بآفاق تطبيق واسعة. يجب أن نسعى للحصول على مواد تغليف وطرق تعبئة جيدة، وتحسين التوصيل الحراري لمواد تغيير الطور، وتطوير مواد تغيير الطور المركبة ذات تأثير جيد لتبديد الحرارة وعمر البطارية الطويل، وتطوير مواد أو معدات جديدة يمكنها تنشيط مواد تغيير الطور بسرعة. على أساس المواد المتغيرة الطور، يجب علينا تطوير ملابس تبريد متكاملة جديدة ذات تأثير تبريد جيد ووظيفة التحكم في درجة الحرارة، ومواصلة تعزيز تطوير ملابس التبريد المتغيرة الطور.