[发明专利]一种严寒环境户外可携带相变蓄热供暖装置

说明书

一种严寒环境户外可携带相变蓄热供暖装置涉及相变储能技术领域，其特征在于：包括容器、注液口、注液口密封盖和固‑液相变材料；固‑液相变材料由注液口注入后密封在容器中。将固体状态时的固‑液相变材料注入容器中后，拧紧注液口密封盖对其密封；将密封后的相变板放入蓄热水箱中进行蓄热；蓄热水浴温度控制在65～70℃，蓄热6‑7小时。使用时，将蓄热完毕的可携带相变蓄热供暖装置放置于户外坐席或站席下方的安装槽，可携带相变蓄热供暖装置通过与人体直接接触，以导热方式向人体臀部或脚部释放热量，持续供暖；放热结束后，将放热完毕的相变蓄热供暖装置回收，放入蓄热的水浴中再次进行蓄热。

技术领域

本发明涉及相变储能技术领域，具体涉及一种在严寒环境可携带的户外局部供暖装置。

背景技术

近年来，随着冰雪运动在我国的掀起，为严寒环境户外观赛人员、执勤民警、保安人员、工作人员等提供必要的局部供暖装置，具有非常重要的意义。

根据美国供暖、制冷与空调工程师协会(ASHRAE)相关标中关于评价人体主观热感觉的11点尺度量化指标，可将人体对热感觉的主观感受分为极冷(-5)、很冷(-4)、冷(-3)、凉(-2)、微凉(-1)、中性(0)、微暖(+1)、暖(+2)、热(+3)、很热(+4)、极热(+5)。研究团队大量试验研究结果表明(图1)：1)在低于-14℃的严寒环境条件下，人们即使穿着了耐寒性比较服装，但最终因手指、脚趾远离核心区，手指和脚趾温度迅速下降至低温，这样的低温很难让人在严寒露天环境条件下以坐姿或站姿持续停留1个小时；2)在低于-14℃的严寒环境条件下，即使解决了手部保暖问题，但仍然会因为人员脚趾皮肤温度低于17℃，无法以静坐或站立姿势持续停留1个小时。因此，在严寒环境条件下，为了延长户外人员持续停留时间，为户外人员提供有效且简单易行的局部供暖措施、特别是脚部的供暖措施，是至为关键的影响因素。

固-液相变材料具有储能密度大、蓄放热过程近似恒温且体积变化小、过程易控制等优点；较显热蓄热材料，放热温度稳定、占用空间体积小，得到各国科学家的广泛重视。

发明内容

本发明旨在提出一种在严寒环境条件下，户外可携带的局部(包括手部、脚部、臀部等)供暖的新型相变蓄热装置。

本发明的关键技术是，研发了一种可携带相变蓄热供暖装置(图2)，由板状容器1、注液口2、注液口密封盖3、固-液相变材料4构成。

所述板状容器1，采用的是HEPE(聚乙烯塑料)材料，容器基本几何尺寸为300～350mm(长)x250～300mm(宽)x20～30mm(高)。

所述固-液相变材料4，采用的是结晶水合盐类混合物，相变温度为43-54℃、相变潜热量为170～220kJ/kg、密度为1200～1280kg/m³。

将固体状态时的相变材料4注入1中后，拧紧注液口密封盖3对其密封；将密封后的相变板放入蓄热水箱中进行蓄热；蓄热水浴温度控制在65～70℃，蓄热6小时左右。可采用夜间低谷电或清洁能源对蓄热水箱的热媒水进行加热。

本发明的工作过程如下：使用时，将蓄热完毕的可携带相变蓄热供暖装置放置于户外坐席(或站席)下方的安装槽5内(图3)，可携带相变蓄热供暖装置通过与人体直接接触，以导热方式向人体臀部或脚部释放热量，可持续1.5-2小时近似等温的局部供暖；放热结束后，将放热完毕的相变蓄热供暖装置回收，放入蓄热的水浴中再次进行蓄热。

所述安装槽5四周及下方采用厚度导热系数λ＝0.03～0.05W/(m·℃)、厚度约为50mm～80mm保温材料板；安装槽内径尺寸可按2个可携带相变蓄热供暖装置上下叠放(坐席)或并排放置(站席)的尺寸设计。

可携带相变蓄热供暖装置内配置相变材料用量，根据式(1)～式(3)计算。