Megacool 냉각 조끼는 고온 환경에서 작업자에게 열 보호 기능을 제공하여 신체 내부의 편안함을 향상시킵니다. 현재 중국은 60개 이상의 고온-온도 광산을 보유하고 있으며 그 중 38개는 30도를 초과하는 광산입니다. 얕은 석탄 자원이 감소함에 따라 미래의 채굴은 가스, 화재, 석탄 먼지, 지압 및 물 위험에 이어 여섯 번째 주요 위험으로 열 위험이 등장하여 효율적인 심층 채굴을 심각하게 방해하는 더 깊은 광상에 초점을 맞출 것입니다. 또한 철강 제련과 같은 산업에서는 작업자가 최대 50도의 주변 온도에 노출됩니다. 장기간 열에 노출되면 피로, 생산성 저하, 전해질 불균형, 탈수 등 생리적 위험이 발생하여 작업자의 건강과 안전을 위협합니다. 따라서 고온 환경용 냉각 의류는 매우 중요합니다.-
1. 냉각조끼의 분류
(1) 의류 구조별
에이. 국소 냉각 조끼
인간의 열 생산 및 발산의 지역적 차이를 기반으로 하는 이 의류는 주로 머리와 몸통과 같이 대사 활동이 높은 부위를 대상으로 합니다. 연구에 따르면 몸통은 작업 중 가장 높은 기초 대사율과 열용량을 나타냅니다. 냉각원과 전도성 매체 사이의 온도 구배를 활용함으로써 국부적인 냉각 의류는 외부 전원이 필요하지 않습니다. 단순한 구조, 착용성, 효과적인 냉각 및 실용성을 통해 산업 및 일상 환경에 널리 적용할 수 있습니다.
비. 전신-냉각 조끼
이 의류는 몸통과 팔다리에 포괄적인 냉각 기능을 제공하여 전반적인 열적 편안함을 보장합니다. 일반적으로 극한의 열 환경(예: 주조 공장, 화학 구역) 또는 독성 가스로부터 전신 보호가 필요한 시나리오용으로 예약되어 있습니다.-
(2) 냉각 매체별
에이. 공냉식 조끼-
능동 냉각 기능을 활용하는 이 의류는 냉각 장치를 사용하여 공기를 식히고, 공기를 정화하고 튜브나 의류 층을 통해 전달하여 착용자를 시원하게 해줍니다. 냉각 메커니즘은 강화된 땀 증발과 대류 열 전달에 의존합니다.
장점: 풍부한 공기 공급, 장기간 냉각, 고효율.
제한 사항: 공기가-채워진 층은 이동성을 제한하여 제한된 공간(예: 광산)에서의 운영 효율성을 저하시킵니다. 냉동 시스템은 엄격한 폭발 방지 조치가 필요한 환경에서 폭발 위험이 있습니다.
비. 상변화 냉각 조끼
패시브 냉각을 통해 작동하는 이 의류에는 상 전이(예: 고체에서 액체로) 중에 열을 흡수하는 상 변화 소재(PCM)가 통합되어 있습니다. 예를 들어:
고체에서 액체로의 PCM: 주변 온도가 PCM의 상 변화점을 초과하면 재료가 녹아 열을 흡수하여 본체를 냉각시킵니다. 반대로 온도가 상변화점 아래로 떨어지면 PCM이 응고되어 저장된 열을 방출하여 열평형을 유지합니다. 일반적인 PCM: 얼음, 드라이아이스, 파라핀, 하이드로겔, 초흡수성 폴리머. 얼음, 하이드로겔, 파라핀이 가장 널리 사용됩니다.
장점:
- 저렴한 비용, 심플한 디자인, 사용 편의성 및 이중 기능성(냉방 및 단열).
- 유기, 무기 및 하이브리드 재료를 포함한 다양한 PCM 옵션을 통해 광업, 야금 및 산업 분야 전반에 걸쳐 응용할 수 있습니다.
- 의류 내에서 안정적인 "미기후"를 유지하여 지속적인 편안함을 보장합니다.
- 연구 초점: PCM은 적응성과 효율성으로 인해 열 관리 연구에서 핫스팟입니다.
2. 상변화 냉각 조끼의 연구 진행
상변화 냉각 조끼 연구에서 다음과 같은 접근 방식을 통해 발전을 추구할 수 있습니다.
(1) 내식성 및 가단성 봉지재 개발-
재료 변형 및 누출을 방지하기 위한 고급 캡슐화 기술과 결합하여 우수한 내식성과 가소성을 갖춘 캡슐화 재료를 식별하는 데 중점을 둡니다.
(2) 봉지 파우치 디자인 최적화
파우치 수정: 특정 천공 또는 열{0}}밀봉 패턴을 도입하여 소재의 방열 영역을 늘려 냉각 효율을 높입니다.
상황에 맞는-특정 파우치 선택: 빠른 냉각이 필요한 경우: 열 전도성 파우치를 사용하여 PCM 용융 및 냉각을 가속화합니다. 적당한 열 환경의 경우: 절연 파우치를 사용하여 PCM 용해 속도를 늦추고 냉각 시간을 연장합니다.
(3) PCM 열전도도 향상
열 전도성을 향상시키기 위해 나노 규모의 금속 분말(예: 알루미늄, 구리)을 나노캡슐에 통합합니다. 높은 방열 효율과 확장된 작동 수명을 갖춘 복합 PCM을 개발합니다.
(4) PCM 재활성화를 위한 활성화 기술
고갈된 PCM을 신속하게 재활성화하는 새로운 재료나 장치를 만들어 효율성이 높은 워크플로에서 재사용을 가능하게 하고 가동 중지 시간을 최소화합니다.{0}}
(5) PCM의 견고한 캡슐화
용융 후-액체 PCM을 포함하여 누출이 없도록 다양한 열 전도도를 갖춘 고체 캡슐화 매트릭스를 설계합니다. 매트릭스 특성을 애플리케이션-별 열 수요에 맞게 일치시킵니다.
(6) 일체형 PCM 냉각복 개발
실시간 온도 모니터링 및 조절을 위한 보조 시스템과 PCM의 장점을 결합한 다기능{0}}냉각 의류를 설계합니다.
(7) 학제간 설계 최적화
열역학, 의류 위생 및 인체공학의 원리를 통합하여 다음을 달성합니다. 무게 감소; 최적의 냉각 기간; 착용자의 편안함; 운영 단순성 다기능-기능; 사용자 요구 사항을 우선시하기 위해 인간-중심 디자인을 강조합니다.
상변화 냉각 조끼는 광범위한 적용 가능성을 가지고 있습니다. 좋은 포장 재료와 포장 방법을 모색하고, 상변화 물질의 열전도도를 향상시키며, 방열 효과가 좋고 배터리 수명이 긴 복합 상변화 물질을 개발하고, 상변화 물질을 빠르게 활성화할 수 있는 새로운 재료나 장비를 개발해야 합니다. 상변화 소재를 기반으로 우수한 냉각 효과와 온도 조절 기능을 갖춘 새로운 일체형 냉각복을 개발하고 상변화 냉각복 개발을 더욱 추진해야 한다.