人體降溫裝置的研制

曹桂興

摘 要：在高溫環(huán)境下，人的生理功能尤其是體溫調(diào)節(jié)、水鹽代謝、血液循環(huán)等功能都會出現(xiàn)異常改變。如果溫度超出人體承受范圍，并且沒有采取有效的控制措施，在這種高溫環(huán)境下，對人的身體健康和正常工作都造成巨大的影響，嚴(yán)重的甚至導(dǎo)致猝死。而如何在沒有空調(diào)或者其它制冷設(shè)備的條件下，利用人體降溫裝置降低溫度，成為了各國科研人員都在研制的焦點(diǎn)。本文主要通過對循環(huán)式人體降溫裝置和新型的人體降溫系統(tǒng)—液冷式降溫背心這兩種人體降溫裝置進(jìn)行介紹，闡釋它們的基本原理和方法，并進(jìn)行總結(jié)，突出它們的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：人體降溫 裝置研制 循環(huán)式 液冷式

中圖分類號：TH789 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（b）-0001-02

在高溫環(huán)境下，對人的身體和工作都造成了很多不利的影響，降溫產(chǎn)品在市場上的需求量越來越大，各國科研人員針對各行業(yè)領(lǐng)域的需求情況，研制適用于各行業(yè)各業(yè)的人體降溫系統(tǒng)及降溫背心。經(jīng)測試研究，這些產(chǎn)品完全可以廣泛的應(yīng)用于醫(yī)療救助、工廠作業(yè)，以及其它高溫工作環(huán)境下的群體。

1 人體降溫裝置的基本原理和方法

1.1 循環(huán)式人體降溫裝置

降溫裝置在醫(yī)用方面也得到了廣泛的使用，但是并沒有得到普及，一些醫(yī)院對于高燒病人降溫仍然采用傳統(tǒng)的降溫方法，如：冰袋、冰塊冷敷等。這種降溫方式雖然在一定程度上起到作用，但是降溫范圍有限，冷卻溫度也不能調(diào)整，使整體的降溫效果并不理想。針對上述的問題，相關(guān)的研究人員研制實(shí)用新型循環(huán)式人體醫(yī)藥降溫裝置，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。

循環(huán)式人體降溫裝置的基本原理和方法。

循環(huán)式人體降溫裝置由：降溫載體、壓縮機(jī)、循環(huán)泵、熱量交換器、散熱器及控制電路和熱敏探頭組成。在這些組成裝置中，各個裝置都發(fā)揮自身的作用，相互作用，維護(hù)整個降溫裝置的正常運(yùn)行。熱交換器中設(shè)有換裝換熱管通過管路與制冷壓縮機(jī)及散熱器連接構(gòu)成制冷循環(huán)系統(tǒng)，散熱器中設(shè)有冷卻風(fēng)扇。通過降溫載體與熱量交換器的回路循環(huán)，實(shí)現(xiàn)循環(huán)式人體降溫，熱敏探頭連接控制電路的新號端，加強(qiáng)系統(tǒng)的控制，保障系統(tǒng)的正常工作。而且在這種人體降溫裝置中，降溫載體也可以應(yīng)用與降溫帽子等相關(guān)的仿衣物品。各個系統(tǒng)裝置相互分工，從而實(shí)現(xiàn)人體的自動降溫功能。在這些仿衣物品種，裝設(shè)循環(huán)冷媒網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合需求，通過散熱器提供相應(yīng)的結(jié)構(gòu)模式，與導(dǎo)管連接，冷卻傳導(dǎo)介質(zhì)吸收的人體溫度由散熱器置換出去，然后由熱敏探頭在探索到的溫度傳遞給控制電路，控制電路結(jié)合人體設(shè)定的溫度，控制驅(qū)動泵啟閉，最后完成整個動作原理，實(shí)現(xiàn)人體自動降溫。

1.2 液冷式降溫背心

液冷式降溫背心使用范圍廣泛，如：軍隊(duì)、警察等這內(nèi)室外作業(yè)人群。在夏季高溫環(huán)境下，制冷設(shè)備得不到滿足，對人體高溫防范能力有限，容易對身體造成傷害。對于這種人體降溫系統(tǒng)主要是為這種環(huán)境下作業(yè)人群提供人體降溫，保障他們的身體健康。必須要結(jié)合使用人群的基本特征，從他們的角度進(jìn)行研制。

1.2.1 人體降溫系統(tǒng)的特點(diǎn)

第一，必須不影響正常的活動，移動不受阻礙；第二，做到人體降溫與飲用冰水的雙重防護(hù)。第三，超長降溫時間，滿足正常的工作使用。第四，符合人體工學(xué)，必須方便使用，并且自然得體，冷涼散發(fā)均勻。第五，恒溫效果。第六，合理、方便、體積小、重量輕，對人體影響小。最后，操作方便，使用簡單。能夠做到循環(huán)降溫。

1.2.2 液冷式降溫背心裝置的基本原理和方法

制冷系統(tǒng)和循環(huán)背心使用快速接頭和軟管連接，內(nèi)設(shè)有微型水泵，由它將循環(huán)式注入循環(huán)背心中，在整體的運(yùn)行過程中，由冰袋的冷量和控制系統(tǒng)溫度的調(diào)控，這種循環(huán)注入和調(diào)控溫差的過程，使背心達(dá)到預(yù)期的降溫效果。

這種工作原理一般可以分為三個步驟。（1）基本要求達(dá)到低溫效果。由溫度閥控制循環(huán)水從冷源容器中流過。（2）達(dá)到自循環(huán)目的。溫度閥在控制循環(huán)水，或者是循環(huán)水自循環(huán)達(dá)到溫控效果。其中冷源流量與自循環(huán)之間是一個反比關(guān)系。（3）最后，壓力閥起到一個自動感應(yīng)的作用，液冷式降溫背心裝置在受到擠壓和堵塞情況時，壓力閥會發(fā)揮自身作用，產(chǎn)生回流，解決背心堵塞情況，幫助液態(tài)式降溫背心裝置正常工作。

1.2.3 微氣候人體降溫系統(tǒng)

微氣候人體降溫系統(tǒng)主要是在高溫環(huán)境下，車載或機(jī)載中為單個人或者是多人提供降溫保護(hù)。主要有制冷系統(tǒng)和管道背心組成，工作原理與上述裝置原理一致。它主要是使使用者身邊周圍形成低溫清爽環(huán)境，以達(dá)到降溫的目的。

微氣候人體降溫系統(tǒng)使用根據(jù)相關(guān)的要求，可以同時提供一人、兩人、三人使用。特點(diǎn)基本一致，都是高度制冷，并且在使用車載電源后，降溫時間不受到限制，時間具有延續(xù)性。提供了減震裝置，為機(jī)車上的受眾提供了更多的方便，而且提供電磁屏蔽系統(tǒng)裝置。除了供人數(shù)量根據(jù)產(chǎn)品的要求有區(qū)別以外，制冷量根據(jù)可供人數(shù)量一人、兩人、三人，制冷最高可達(dá)WH依次是200WH、400WH、500WH。

2 人體降溫裝置的未來展望

2.1 循環(huán)式人體降溫裝置

循環(huán)式人體降溫裝置在醫(yī)療和家庭對發(fā)熱病人的護(hù)理方面起著積極的作用。該裝置主要采用的是循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)，操作簡單、方便，便于對發(fā)熱病人的治療，改變以往的單一的、局部的控制發(fā)熱癥狀的方式，從整體上實(shí)現(xiàn)對人體自動化、循環(huán)式的降溫，發(fā)展方向明確，該人體降溫裝置在未來的發(fā)展中，應(yīng)加強(qiáng)與現(xiàn)代化信息技術(shù)的結(jié)合，與計(jì)算機(jī)進(jìn)行有效的接口，配置相應(yīng)的溫控軟件，應(yīng)用廣泛，并且循環(huán)式人體降溫裝置具有自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢，具有專項(xiàng)性，相關(guān)研制人員在研制的過程中，要突出它目前的優(yōu)勢，以先進(jìn)的科技進(jìn)一步進(jìn)行改進(jìn)，這對于循環(huán)式人體降溫裝置的發(fā)展和廣泛應(yīng)用來說都具有十分實(shí)現(xiàn)的意義，并且能夠更好的服務(wù)于受眾群體。

2.2 液冷式降溫背心

液冷式降溫背心有專門的針對群體，主要面對的是一些室外工作著，為他們提供健康防范。隨著技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，液冷式降溫背心的應(yīng)用前途更加的廣泛，它自身的特點(diǎn)，包括它的安全性和防水性都使它在實(shí)際的使用中更加的全面化、操作更加的方便化和簡單化。未來的液冷式降溫背心同樣也要側(cè)重在它的循環(huán)使用和自動控溫以及重量方面考慮，提高它的防范作用和功能。盡可能的提高它的實(shí)用性，只有這樣才能更好的普及在受眾群體中，更好的服務(wù)于受眾。

人體降溫裝置是在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步下，對高溫環(huán)境下對身體健康和工作的一種有效的防范，無論是循環(huán)式人體降溫裝置還是液冷式降溫裝置，都是相關(guān)研究者根據(jù)社會受眾人群的需求而研制，總體而言在發(fā)展方向上目標(biāo)都是一致的，都是對人體起到一個循環(huán)降溫的功能作用，在不影響受眾個人正常的生活和工作的前提下，改善高溫環(huán)境對人體造成的上傷害。

3 結(jié)語

人體降溫裝置的研制有效的解決了高溫下的工作環(huán)境，在使用降溫裝置的條件實(shí)現(xiàn)自動降溫，為受眾提供一個舒適、清涼的環(huán)境。而隨著人體降溫裝置研制的不斷發(fā)展和成熟，在各行各業(yè)對人體所起到的積極作用越來越突出，降溫裝置逐漸的普及，產(chǎn)品廣泛的應(yīng)用于醫(yī)療護(hù)理、工廠作業(yè)以及高溫環(huán)境下工作群體等。解決高溫環(huán)境下空調(diào)等設(shè)施無法滿足和使用的情況下，為人們提供一個正常的工作環(huán)境，確保健康、正常的工作狀態(tài)。人體降溫裝置的研制對于改善環(huán)境，維護(hù)受眾身體健康和正常工作都具有十分重要的意義。

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