[发明专利]一种基于环路热管和半导体热泵的高均匀性智能加热系统

说明书

本发明涉及电子装备技术领域，提出了一种基于环路热管和半导体热泵的高均匀性智能加热系统，包括高均匀性加热服装本体、主动加热系统和人体热舒适控制系统；主动加热系统和人体热舒适控制系统均设置在高均匀性加热服装本体上，主动加热系统用于实现对人体的均匀主动加热，人体热舒适控制系统用于实现人体生理参数的采集、人体热舒适模型建立和人体热舒适值的闭环智能控制；主动加热系统包括驱动单元、半导体热泵和环路热管，采用半导体热泵和环路热管系统组合使用，加热均匀，节约能耗；通过对人体热舒适值的智能控制，实现对人体实际需要热量的精确输入，通过上述技术方案，解决了现有技术中电加热服加热均匀性和智能控制方面存在不足的问题。

技术领域

本发明涉及电子装备技术领域，具体的，涉及一种基于环路热管和半导体热泵的高均匀性智能加热系统。

背景技术

恶劣的低温工作环境存在于多个行业，如冬季从事户外作业的应急救援、医疗救护、交通指挥、道路清洁、建筑安装等。作业人员长时间在低温环境下工作，容易出现冷损伤，轻者会产生疲惫、手脚发麻、感冒等症状，严重时会造成感觉丧失、组织坏死、深度昏迷甚至死亡，不仅显著降低了工作效率，而且严重影响了作业人员的身体健康。服装作为人体抵御外界严寒气候环境的一道屏障，能够减小或避免低温环境带给人体的伤害，提高户外工作人员的作业效率。为了改善低温环境下的人体微环境，作业人员一般会选择使用加热服来平衡人体微气候，改善人体热舒适性，保障作业安全性。

目前市场上的电加热服多采用碳纤维丝或金属发热丝黏合发热片，其特点是升温快、功率可定做，但是该发热片在升温过程中易出现局部温度过高，发热不均匀，影响人体热舒适性。绝大多数电加热服装无法根据外界温度的变化自主调节加热功率，只能由穿着者手动切换，不能实现调温闭环。虽然电加热服是目前应用较多且技术比较成熟的一种智能加热服装，但其在加热均匀性、智能控制、节约能耗等方面仍然存在一定的不足。

发明内容

本发明提出一种基于环路热管和半导体热泵的高均匀性智能加热系统，解决了现有技术中电加热服加热均匀性和智能控制方面存在不足的问题。

本发明的技术方案如下：

一种基于环路热管和半导体热泵的高均匀性智能加热系统，包括高均匀性加热服装本体、主动加热系统和人体热舒适控制系统；所述主动加热系统和所述人体热舒适控制系统均设置在所述高均匀性加热服装本体上，所述主动加热系统用于实现对人体的均匀主动加热，所述人体热舒适控制系统用于实现人体生理参数的采集、人体热舒适模型建立和人体热舒适值的闭环智能控制；所述主动加热系统包括驱动单元、半导体热泵和环路热管，所述环路热管包括平板蒸发器、液体补偿器、冷凝器、蒸汽管路和液体管路；所述半导体热泵热端与所述环路热管的平板蒸发器相接触，所述驱动单元用于驱动所述半导体热泵，所述冷凝器安装在所述高均匀性加热服装本体内部，所述蒸汽管路的第一端连接所述平板蒸发器，所述蒸汽管路的第二端连接所述冷凝器的第一端，所述冷凝器的第二端连接所述液体管路的第一端，所述液体管路的第二端连接所述液体补偿器。

进一步，本发明中所述平板蒸发器内部设置有多孔毛细芯，在多孔毛细芯与加热壁面的内壁处，开有多个蒸汽槽道。

进一步，本发明中所述人体热舒适控制系统包括体温采集单元、心率采集单元、皮肤电导采集单元和人体热舒适值控制单元；所述体温采集单元、所述心率采集单元和所述皮肤电导采集单元均与所述人体热舒适值控制单元连接；所述人体热舒适值控制单元控制所述驱动单元，所述驱动单元的输入端连接所述人体热舒适值控制单元，所述驱动单元的输出端连接所述半导体热泵的接线端。

进一步，本发明中所述高均匀性加热服装本体采用背心式设计，由自内到外的层结构紧密层叠组成，包括透气内衬层、保温隔热层和外衬层，所述高均匀性加热服装本体背面腰部位置设计有收纳腰包，所述收纳腰包整体缝制在所述高均匀性加热服装本体1的背面外侧；所述透气内衬层在远离所述保温隔热层一侧设有体温采集单元安装槽、心率采集单元安装槽和皮肤电导采集单元安装槽，所述体温采集单元、所述心率采集单元和所述皮肤电导采集单元分别固定在内衬层相应安装槽内。