摘 要

个人冷却系统是一种被应用于高温环境条件下的个体防护设备。考虑个人冷却系统最终效果的指针有很多，比如其降温效果参数、佩戴舒适性参数以及安全性能等等，而且众多指标易受人主观因素影响。本文将通过文献调研和人体生理实验研究实例，确定可以衡量人体舒适性的生理学指针及冷却系统降温效果指针，结合安全性指针建立个人冷却系统综合性能指针评价体系。这是科学衡量个人冷却系统有效性的关键，也是研究内容之一。

其次，将基于该评价指标体系，确定影响冷却系统性能的关键指针参数，指导研发新型有效的个人冷却系统。这将对在高温环境条件下作业的人员具有重要的意义。本文的特色就是从多方面的指针来研究个人冷却系统的最终效果，并建立起个人冷却系统综合性能指针评价体系。

关键词：个人冷却系统、相变介质、综合性能指针评价体系

Abstract

Personal cooling system is a kind of individual protective equipment used in high temperature environment.There are many indicators to measure the final effect of personal cooling system, such as the cooling effect parameters, wearing comfort parameters and safety performance, etc., and many indicators are subject to subjective factors.This article will through the literature research and examples of physiological experiment research, determine the physiological indicators of human comfort and the cooling effect indicators of the cooling system and combine with safety indicators to establish a personal cooling system integrated performance indicator evaluation system.This is the key to measure the effectiveness of personal cooling system scientifically, and it is also one of the research contents.

Secondly, based on the evaluation index system, to determine the key parameters affecting the performance of the cooling system, and guide the development of new effective personal cooling system.This will be of great significance to the workers in the high temperature environment.The characteristic of this paper is to study the final effect of personal cooling system from various aspects, and establish the evaluation system of personal cooling system comprehensive performance.

Key words：personal cooling system、phase-change media、the overall performance indicator evaluation system

目 录

第一章 绪论 1

1.1研究背景、目的和意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.2.1个人冷却系统研究现状 1

1.2.2 相变材料应用于降温技术的发展现状 2

1.3研究内容及完成目标 2

第二章个人冷却系统降温效果实例 3

2.1人体冷却背心降温效果评价 3

2.1.1实验材料 3

2.1.2实验目的 3

2.1.3实验条件与过程 3

2.1.4实验结果 4

2.1.5结果分析 4

2.1.6讨论与说明 5

2.2矿工降温服装冷却效果评价 5

2.2.1矿工降温服冷却原理 5

2.2.2降温服主要性能特点： 5

2.2.3仿真正交试验 6

2.3高温环境下降温服的使用效果 7

2.3.1实验条件 7

2.3.2实验样衣及降温服 8

2.3.3实验步骤 8

2.3.4 结果讨论 8

3.1衡量人体舒适性的生理学指针 11

3.1.1人体皮肤温度 11

3.1.2 心率变异性 11

3.1.3人体自身代谢率 12

3.1.4 脑电波 13

3.1.5排汗率 13

3.2冷却系统降温效果指针 13

3.2.1 人体核心温度 13

3.2.2平均皮肤温度 13

3.2.3出汗量 14

3.2.4呼吸 14

3.3安全性指针 14

3.4个人冷却系统综合性能指针评价体系 14

第四章 结论 16

参考文献 17

致谢 18

第一章 绪论

1.1研究背景、目的和意义

随着社会持续不断发展，人们对高温舒适性提出了越来越高的需求。在高温环境下，人们在工作的时候，就会产生各种各样不利于工作效率的生理反应。这些热生理反应就是处于高温环境中的机体由于过热而产生的一连串反应。如果产生这种持续的生理反应后，人们就可能有身心疲劳、工作时嗜睡、思维混乱、紧张等能力下降现象，工作效率明显下降。此时人的生理功能特别是体温调节、体液平衡都会发生异常的变化，比如说大量的出汗引起心血管的负担加重。当高温环境超过了人体的耐受能力，轻的话导致工作效率降低且会影响判断力，情况严重的会引起中暑，更严重的就会造成死亡。为解决这些不良热生理反应，最有效的方法就是加强室内通风。而在没有空调或其它制冷设备的高温环境下，要通过人体热生理反应安排工作时间^[1]，基本是用个人冷却方法，通过个人冷却系统达到降温的效果。

热生理反应的个人冷却方法通常是根据降温介质对冷却服装来分类，一般有气体、液体和水等。但是目前很多冷却服装都不能被普遍应用。因此，便捷实用的个体冷却系统在我们生活和工作中具有巨大的需求和应用前景。该课题研究目的是将结合文献调研和人体生理实验，确定可以衡量人体舒适性的生理学指针及冷却系统降温效果指针，结合安全性指针建立个人冷却系统综合性能指针评价体系。其次，将基于该评价指标体系，确定影响冷却系统性能的关键指针参数，指导研发新型有效个人冷却系统。