本發(fā)明屬于特殊環(huán)境下的工作服設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種基于半導(dǎo)體制冷的戶外調(diào)溫服。

背景技術(shù)：

目前，現(xiàn)有的戶外工作中，特殊服裝主要側(cè)重于實(shí)現(xiàn)防曬功能，防曬功能的實(shí)現(xiàn)主要依靠對(duì)服裝的化學(xué)織物作改進(jìn)，用于阻隔太陽(yáng)紫外線的直接照射，作用和遮陽(yáng)傘是一樣的，但是卻鮮有技術(shù)涉及戶外服裝中的調(diào)溫功能。

在非服裝領(lǐng)域中，經(jīng)常采用導(dǎo)體金屬導(dǎo)熱進(jìn)行熱量傳遞與調(diào)節(jié)，但金屬導(dǎo)熱存在密度大、不利于攜帶的特點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，發(fā)明提供了一種基于半導(dǎo)體制冷的戶外調(diào)溫服，采用半導(dǎo)體制冷技術(shù)結(jié)合單片機(jī)控制，不僅可以幫助戶外工作者在高溫曝曬情況下即保持舒適的體感溫度，也解決了半導(dǎo)體產(chǎn)生的溫差在衣服上收集、傳遞且持續(xù)傳遞的難題。

本發(fā)明采用下面的技術(shù)方案：

一種基于半導(dǎo)體制冷的戶外調(diào)溫服，包括上衣本體和背包，上衣本體帶有連體帽；所述上衣本體及連體帽內(nèi)分布有多個(gè)溫度傳感器；所述背包內(nèi)包括半導(dǎo)體制冷散熱模塊、冷氣收集傳輸模塊和單片機(jī)控制系統(tǒng)；溫度檢測(cè)器與單片機(jī)控制系統(tǒng)相連，實(shí)時(shí)檢測(cè)上身溫度，當(dāng)溫度檢測(cè)值大于設(shè)定溫度時(shí)，單片機(jī)控制系統(tǒng)控制半導(dǎo)體制冷散熱模塊啟動(dòng)，半導(dǎo)體制冷散熱模塊基于半導(dǎo)體帕爾貼效應(yīng)產(chǎn)生冷氣，由冷氣收集傳輸模塊采集，通過(guò)鋪設(shè)在上衣本體和連體帽內(nèi)的傳輸管道釋放冷氣。

進(jìn)一步的，所述冷氣收集傳輸模塊包括呈六面體的冷氣收集傳輸腔，六面體具有三對(duì)相對(duì)面，第一相對(duì)面分別連接半導(dǎo)體制冷散熱模塊，所述第二相對(duì)面或第三相對(duì)面的上下表面分別設(shè)置進(jìn)氣口和出氣口，進(jìn)氣口和出氣口通過(guò)所述傳輸管道連接，在傳輸管道中設(shè)置有風(fēng)扇傳送腔，風(fēng)扇傳送腔中設(shè)有多個(gè)風(fēng)扇，用于引導(dǎo)冷氣傳輸方向。

進(jìn)一步的，所述半導(dǎo)體制冷散熱模塊包括非金屬pn結(jié)，在所述非金屬pn結(jié)兩端連接電源，基于帕爾貼效應(yīng)，非金屬pn節(jié)的一面吸收熱量為冷端，另一面釋放熱量為熱端；冷端與所述冷氣收集傳輸腔相連，用于向所述冷氣收集傳輸腔供冷氣；熱端與散熱風(fēng)扇相連，用于循環(huán)散熱，所述散熱風(fēng)扇暴露于所述背包外側(cè)。

進(jìn)一步的，所述第二相對(duì)面和第三相對(duì)面采用保溫材料制成；

進(jìn)一步的，所述冷端通過(guò)絕緣陶瓷片與所述冷氣收集傳輸腔相連，用于向所述冷氣收集傳輸腔供冷氣。

進(jìn)一步的，所述熱端通過(guò)網(wǎng)格型立體金屬散熱結(jié)構(gòu)與散熱風(fēng)扇相連，用于循環(huán)散熱。

進(jìn)一步的，所述傳輸管道先鋪設(shè)在連帽體中，經(jīng)連帽體向下，躍過(guò)上衣本體中的肩部區(qū)域，后依次鋪設(shè)于肺部區(qū)域、腹部區(qū)域和腰部區(qū)域，最后通過(guò)腰部區(qū)域再傳到上衣本體中的背部區(qū)域，通過(guò)背部區(qū)域與冷氣收集傳輸模塊相連。

進(jìn)一步的，在所述連體帽內(nèi)，傳輸管道呈多段s型鋪設(shè)。

進(jìn)一步的，所述傳輸管道采用口徑在8mm以下的pvc水平管。

進(jìn)一步的，當(dāng)溫度檢測(cè)值大于第一設(shè)定溫度時(shí)，單片機(jī)控制系統(tǒng)控制半導(dǎo)體制冷散熱模塊啟動(dòng)；當(dāng)溫度檢測(cè)值超過(guò)第二設(shè)定溫度，小于第一設(shè)定溫度時(shí)，單片機(jī)控制系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)半導(dǎo)體制冷散熱模塊的制冷功率；當(dāng)溫度檢測(cè)值小于第二設(shè)定溫度時(shí)，單片機(jī)控制系統(tǒng)控制半導(dǎo)體制冷散熱模塊停止制冷

本發(fā)明的有益效果：

與目前常用的導(dǎo)體金屬導(dǎo)熱方案相比，本發(fā)明采用將采用半導(dǎo)體制冷技術(shù)的制冷模塊與冷氣收集傳輸腔相連，pn結(jié)吸收熱量的一端作為冷氣收集傳輸腔的一個(gè)內(nèi)腔面，通過(guò)該內(nèi)腔面把冷氣收集傳輸腔內(nèi)部的熱量轉(zhuǎn)移到pn結(jié)的另一端，在pn結(jié)釋放的熱量會(huì)被風(fēng)扇迅速吹散，因此在冷氣收集傳輸腔中便會(huì)有源源不斷的低溫空氣，解決了半導(dǎo)體產(chǎn)生的溫差在衣服上收集、傳遞且持續(xù)傳遞的難題。

本發(fā)明選擇我們選擇口徑在8mm以下的pvc水平管作為冷氣傳輸?shù)拿浇?，該管密度小、柔韌性好、不易折斷，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，且與衣服搭配更加合適。

本發(fā)明的調(diào)溫功能設(shè)置有多個(gè)檔位，當(dāng)溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)到當(dāng)前身體溫度較高時(shí)會(huì)啟動(dòng)裝置產(chǎn)生冷氣并傳輸；當(dāng)身體表層溫度稍下降時(shí)，智能控制模塊會(huì)調(diào)節(jié)制冷裝置的功率；當(dāng)身體周圍環(huán)境溫度較低時(shí)，則停止制冷。

附圖說(shuō)明

附圖1為本發(fā)明中冷氣收集傳輸腔與半導(dǎo)體制冷散熱模塊的連接結(jié)構(gòu)圖；

附圖2為本發(fā)明中風(fēng)扇傳送腔的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：

應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說(shuō)明都是例示性的，旨在對(duì)本申請(qǐng)?zhí)峁┻M(jìn)一步的說(shuō)明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有與本申請(qǐng)所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語(yǔ)僅是為了描述具體實(shí)施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請(qǐng)的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說(shuō)明書(shū)中使用術(shù)語(yǔ)“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

本發(fā)明的典型實(shí)施例是一種基于半導(dǎo)體制冷的戶外調(diào)溫服，包括上衣本體和背包，上衣本體帶有連體帽；所述上衣本體及連體帽內(nèi)分布有多個(gè)溫度傳感器；所述背包內(nèi)包括半導(dǎo)體制冷散熱模塊、冷氣收集傳輸模塊和單片機(jī)控制系統(tǒng)；溫度檢測(cè)器與單片機(jī)控制系統(tǒng)相連，實(shí)時(shí)檢測(cè)上身溫度，當(dāng)溫度檢測(cè)值大于設(shè)定溫度時(shí)，單片機(jī)控制系統(tǒng)控制半導(dǎo)體制冷散熱模塊啟動(dòng)，半導(dǎo)體制冷散熱模塊基于半導(dǎo)體帕爾貼效應(yīng)產(chǎn)生冷氣，由冷氣收集傳輸模塊采集，通過(guò)鋪設(shè)在上衣本體和連體帽內(nèi)的傳輸管道釋放冷氣。

半導(dǎo)體制冷散熱模塊，利用半導(dǎo)體的peltier效應(yīng)，即熱電第二效應(yīng)，本實(shí)施例中，半導(dǎo)體制冷散熱模塊包括非金屬pn結(jié)，在所述非金屬pn結(jié)兩端連接電源，基于帕爾貼效應(yīng)，非金屬pn節(jié)的一面吸收熱量為冷端，另一面釋放熱量為熱端；冷端與所述冷氣收集傳輸腔相連，用于向所述冷氣收集傳輸腔供冷氣；熱端與散熱風(fēng)扇相連，用于循環(huán)散熱，所述散熱風(fēng)扇暴露于所述背包外側(cè)。

根據(jù)功率公式

p＝ui＝i²×r

電路電壓為12v，得到pn結(jié)的工作電流i為6,電阻r為2ω。

根據(jù)peltier效應(yīng)公式，在冷端吸收熱量的功率q為

其中，α表示seebeck系數(shù)，r表示半導(dǎo)體電阻，t1、t2分別表是熱電偶冷端、熱端的溫度(熱力學(xué)溫度，單位k)，i為工作電流，k表示導(dǎo)熱系數(shù)。

pn結(jié)所用材料以非金屬元素的硅、磷等為主，在270k到330k這個(gè)范圍內(nèi)，其導(dǎo)熱系數(shù)k約為10，其seebeck系數(shù)α約為1。工作時(shí)t1約為270k,t2約為230k。所以

可見(jiàn)其轉(zhuǎn)移熱量的效率非常高。

冷氣收集傳輸模塊包括呈六面體的冷氣收集傳輸腔，六面體具有三對(duì)相對(duì)面，第一相對(duì)面分別連接半導(dǎo)體制冷散熱模塊，第二相對(duì)面或第三相對(duì)面的上下表面分別設(shè)置進(jìn)氣口和出氣口，進(jìn)氣口和出氣口通過(guò)所述傳輸管道連接，在傳輸管道中設(shè)置有風(fēng)扇傳送腔，風(fēng)扇傳送腔中設(shè)有多個(gè)風(fēng)扇，用于引導(dǎo)冷氣傳輸方向，如圖1所示，圖2為本發(fā)明的風(fēng)扇傳送腔示意圖。

本實(shí)施例中，冷端通過(guò)絕緣陶瓷片與所述冷氣收集傳輸腔相連，用于向所述冷氣收集傳輸腔供冷氣。熱端通過(guò)網(wǎng)格型立體金屬散熱結(jié)構(gòu)與散熱風(fēng)扇相連，用于循環(huán)散熱。

通過(guò)上述設(shè)置，在pn結(jié)釋放的熱量會(huì)通過(guò)網(wǎng)格立體金屬散熱結(jié)構(gòu)向周圍傳遞，外側(cè)緊連著散熱風(fēng)扇，熱量會(huì)被散熱風(fēng)扇迅速吹散，因此在冷氣收集傳輸腔中便會(huì)有源源不斷的低溫空氣。

本實(shí)施例中第二相對(duì)面和第三相對(duì)面采用保溫材料制成。

本實(shí)施例中的的管道布置根據(jù)人體器官的分布進(jìn)行布置，我們讓冷氣多集中在像肺一樣產(chǎn)熱較多的器官周圍，或者多集中在向大腦這樣難以承受高溫的器官周圍。所以我們讓導(dǎo)管先在連體帽內(nèi)呈多段s型鋪設(shè)，然后經(jīng)連帽體向下，躍過(guò)肩部，在肺部前面布置較多，而后再到腹部，通過(guò)腰部傳到后背，再回到背包進(jìn)入冷氣收集傳輸腔，重新對(duì)空氣降溫。

對(duì)于傳輸廣告，我們選擇pvc水平管用作冷氣的傳輸，該管密度小、柔韌性好、不易折斷，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)選用口徑為8mm的水平管對(duì)于冷氣傳輸效果明顯且與衣服搭配更加合適。

對(duì)于調(diào)溫功能，我們?cè)陬^部及衣服內(nèi)布置多個(gè)較小的溫度傳感器裝置，當(dāng)溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)到當(dāng)前身體溫度較高時(shí)會(huì)啟動(dòng)裝置產(chǎn)生冷氣并傳輸；當(dāng)身體表層溫度稍下降時(shí)，智能控制模塊會(huì)調(diào)節(jié)制冷裝置的功率；當(dāng)身體周圍環(huán)境溫度較低時(shí)，則停止制冷，防止過(guò)冷使用戶得不償失。

本實(shí)施例與目前常用的導(dǎo)體金屬導(dǎo)熱方案相比，本發(fā)明采用將采用半導(dǎo)體制冷技術(shù)的制冷模塊與冷氣收集傳輸腔相連，pn結(jié)吸收熱量的一端作為冷氣收集傳輸腔的一個(gè)內(nèi)腔面，通過(guò)該內(nèi)腔面把冷氣收集傳輸腔內(nèi)部的熱量轉(zhuǎn)移到pn結(jié)的另一端，在pn結(jié)釋放的熱量會(huì)被風(fēng)扇迅速吹散，因此在冷氣收集傳輸腔中便會(huì)有源源不斷的低溫空氣，解決了半導(dǎo)體產(chǎn)生的溫差在衣服上收集、傳遞且持續(xù)傳遞的難題。

本發(fā)明選擇我們選擇口徑在8mm以下的pvc水平管作為冷氣傳輸?shù)拿浇?，該管密度小、柔韌性好、不易折斷，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，且與衣服搭配更加合適。

本發(fā)明的調(diào)溫功能設(shè)置有多個(gè)檔位，當(dāng)溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)到當(dāng)前身體溫度較高時(shí)會(huì)啟動(dòng)裝置產(chǎn)生冷氣并傳輸；當(dāng)身體表層溫度稍下降時(shí)，智能控制模塊會(huì)調(diào)節(jié)制冷裝置的功率；當(dāng)身體周圍環(huán)境溫度較低時(shí)，則停止制冷。

以上所述僅為本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本申請(qǐng)，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本申請(qǐng)可以有各種更改和變化。凡在本申請(qǐng)的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。