[发明专利]一种循环相变物理控温服

说明书

本发明的名称为一种循环相变物理控温服，作用在于炎热的夏季将人体体感温度维持较为舒适温度。包括四层结构：第一层为外层，其作用是将太阳光中的部分红外线辐射及部分可将光反射出去达到减少对外热辐射的吸收作用。第二层为中间隔热层，通过降低热传递和热对流减少热交换，增加控温效果。第三层为相变控温层，在隔热层以内的微气候中，相变材料融化能够吸人体释放的热量，如果相变材料完全融化，可将其取下放入凉水中浸泡片刻，材料又由液相变为固相，取出后继续使用，如此反复循环即能达到长时间的控温效果。第四层为内层，阻隔人身体沾上相变层上残余的水。

技术领域

本发明涉及一种通过相变材料的热学性能来对人体表面微气候进行物理控温的效果，尤其是在炎热夏季为人体维持稳定舒适的体感温度。

背景技术

现实生活中衣服的种类五花八门，种类繁杂，衣服的作用大多数以保暖、装饰和护身为主。在炎热的夏季，气温往往高达35℃以上，人们在户外活动中往往要忍受巨大的酷热煎熬，在不具备空调等降温设备的条件下，迫切需要一种能将体感温度维持在低于气温至较为舒适感觉的衣服。传统的衣服作用方式决定了它在这类环境中不能将温度控制在人体舒适的温度内。目前出现了一些调节体感温度的衣服，但基本上都存在结构繁复而效果差、体积笨重、使用不方便、使用时间短、使用条件苛刻、不够低碳环保且制造成本高等缺点。

发明内容

为了解决上述问题，发明了一种循环相变物理控温服，其主要功能是能够在炎热夏季长时间为人体提供28℃或22℃左右的舒适稳定的微气候环境，使用简便，持续时间长，低碳环保。

本发明是这样实现的：

基于相变材料的特殊的热学性能，以及新型石墨烯材料极强导热性能特点和人体热辐射分布特征等基础，本发明提供一种相变物理控温衣服，包括四层结构：第一层为外层，采用涂有反射涂层的聚酯纤维衣料，其作用是将太阳光中的部分红外线辐射及可见光反射出去，达到减少衣服对外部热辐射的吸收作用，在控温中起辅助作用。其特点是衣料厚度很小且重量很轻。第二层为中间隔热层，以棉类或隔热效果较好的纺织物为材料，与外层紧密贴合，其作用是将外环境与人体分割为两个部分，通过降低热传递和热对流减少热交换，增加控温效果。第三层为相变控温层(简称相变层)，是控温服的核心部分，不与隔热层和外层相连接，是用柔软性及韧性较好的硅胶或塑料等材料制作成菱形网状薄壁细管，再在其中注满相变材料后封闭而成。第四层为内层，其成份由高分子防水透气材料（PTFE膜）加上布料复合面料而制成，同样不与外面三层相连，是单独的一层。相变控温层中的相变材料为正十八烷（C₁₈H₃₈）或正十七烷（C₁₇H₃₆）。以正十八烷为例，其熔点28.2℃，由固相到液相时吸热量约为240J/g。人体上身热辐射功率为40W左右，1小时的发热量约为144KJ，在隔热层以内的微气候中，如果人体辐射的热量全部为相变材料所吸收，加上一些外部热吸收，如500～800g正十八烷完全融化吸收的热量为120～200KJ，足够在较长时间内将人体体感温度控制在28℃以内，在相变层中加入具有极强导热性能的石墨烯，按照加入的比例可控制导热的速度。在炎热的夏季，28℃是一个相对舒适的温度。如果相变控温层中的相变材料完全融化，可将其取下放入凉水（夏季自来水约15-25℃）中浸泡片刻，其温度会迅速回到28℃以下，材料又由液相变为固相。将内层从凉水中取出，擦去控温层表面的水即可与内外扣合使用，如此循环反复，从而制造一个长时间的舒爽微气候环境。另外，也可以多备用一件相变层，将其浸泡在凉水之中，待到使用中的相变层中相变材料融化之后将其取下与凉水中的相变层调换，循环反复使用。如果使用正十七烷（C₁₇H₃₆）作为相变材料，其熔点约为22℃，由固相到液相时吸热量约为170J/g，能在较长时间内将体表温度控制在22℃以内，其要求是自来水的温度需低于20℃。如果水温达不到要求可在凉水中加入冰来控温水温。本发明低碳、不消耗或少消耗能源，不产生垃圾，使用简便，效果稳定。

附图说明