[发明专利]太阳能取暖衣及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及日常生活用品领域，特别涉及一种太阳能取暖衣及其制造方法。

背景技术

我国幅员辽阔，纬度变化大，而且海拔的变化也很大。独有的地理环境使我国有广大地区每年有很长时间处在很低的温度下。由于严寒的原因，冬季人们往往只能尽量减少外出，并在室内用暖气或烧煤取暖。但是这种方式浪费了大量的能源材料，并造成了大量的空气污染。

针对上面的情况，人们想出了很多办法来取暖，如多加衣服、穿黑色衣服等。但是在严寒天气多加衣服的作用有限，而且保暖时间短，又非常臃肿累赘；穿黑色衣服虽然有一定的作用，但是由于最高温度在衣服表面，散热速度太快，人体得到的热量不多，保温效果一般。

最近这些年，随着科技的发展和时尚的需求，一些电加热的衣服被设计出来。但是现有技术中这些电加热的衣服存在结构复杂，大大降低衣服原有

的舒适性，影响使用者的行动自由，以及加热保温性能差的问题，同时使用电作为加热源也增加了能源的消耗。

我国太阳能资源丰富，而且我国冬季温度较低的区域如西藏、西北、华北、东北等地都是太阳能资源非常丰富或相对丰富的地方，非常适合于推广太阳能取暖衣。而且冬季的太阳能来源一般都较好，即使下雪天也有日照，这为太阳能取暖衣的推广提供了原料上的保证。基于能源的考虑，国内外有许多学者发明了利用太阳能加热取暖的衣服。如中国申请号：200910197875.4的专利公开的“一种太阳能发热衣服”。但是目前这些太阳能加热服都是通过光电转换元件先将太阳能转换为电能，然后再利用电加热来取暖。这种设计导致此种太阳能加热服衣服仍然存在结构复杂的缺点，而且由于太阳能发电量和发电效率的制约，导致其发热功率太低，加热效果无法满足实际需求。

太阳的能量包括光能和热能，其比例分别大约为20%和80%。根据目前的技术，太阳能的光能发电和热能集热的效率最高可以达到25%和50%。也即是说目前的技术在利用太阳能光能和热能发热上其资源利用率分别是5%和40%。由此可见，利用太阳能的热能来取暖是更好的选择。

但是太阳能热能的存储是目前没有克服的瓶颈。目前国内很少有相应的利用太阳热能取暖的取暖衣的报道。常用材料中水的显热最高，为4.2KJ/KG.℃，而且价格低廉，中国专利201120106825.3公开了一种“太阳能衣服”，其采用水作为储热材料。但是水很笨重，装在太阳能取暖衣里面可能需要高达数公斤才有一定的保暖效果；同时由于水的冰点为0度，难以适应实际环境的严寒温度，通常使用的是防冻水，而防冻水的温度可在-20℃~60℃之间，这样的温度会带给使用者极其不舒服的体感；另外，水的显热很大，导致水温的升高很慢，影响保暖效果。

黑液吸热是平板太阳能、真空管太阳能之外的另一种太阳能吸收技术。这种技术由于其效率偏低而一直没有成为太阳能热水器的主流，但是其成本低廉、没有污染、便于安装的特点正好适合于太阳能取暖衣，而且其耐候性好，可以在任何气候下在空气中直接使用。太阳能黑液吸热还有一个优点在于其最高温度在黑液的中心而不是在系统的表面，系统的对外热量损失最小，可以提高系统的热效率。

相变材料(Phase Change Materials， 简称PCMs)是指在一定的温度范围内可改变物理状态的材料，以环境与体系的温度差为推动力，实现储、放热功能，并且在相变过程中，材料的温度几乎保持不变。它因具有储能密度大、储能能力强、温度恒定等优点，在智能调温服装、建筑及电子器件等应用领域得到了广泛关注。

发明内容

本发明参照新型的太阳能黑液吸热的原理，结合最新的相变材料技术，把太阳能黑液集热器收集的热量存储在相变材料里面，制备出一种新型的高效、轻便、节能和舒适的太阳能取暖衣。

本发明的第一目的是提供一种新型的太阳能取暖衣，它利用设置在其内的吸热储热材料直接吸收太阳热能，解决了目前的太阳能取暖衣结构复杂的问题，大大改善了其保暖效果。

本发明的第二目的是提供一种上述的太阳能取暖衣的制造方法。

一种太阳能取暖衣，包括设置有内层和外层的衣服本体，以及设置连接于所述内层和外层之间的发热装置，所述发热装置包括若干吸热储热单元，所述吸热储热单元包括容置体以及设置在容置体内的吸热/储热体，所述吸热/储热体为太阳能吸热黑液、相变储能材料或太阳能吸热相变材料的至少一种。

较佳地，所述相变储能材料为有机相变材料，所述有机相变材料的相变温度为10℃~35℃，潜热为120~380KJ/KG。

较佳地，所述有机相变材料的相变温度为15℃~25℃，潜热为180~360KJ/KG。