周 覓，錢曉明，黃順偉

(天津工業(yè)大學(xué) 紡織學(xué)院，天津 300387)

相變冷卻服裝發(fā)展現(xiàn)狀及傳熱理論模型概述

周 覓，錢曉明，黃順偉

(天津工業(yè)大學(xué) 紡織學(xué)院，天津 300387)

介紹了冷卻服和相變材料以及國內(nèi)外相變冷卻服的發(fā)展現(xiàn)狀。提出了傳統(tǒng)相變冷卻服及新型相變冷卻服傳熱理論模型，有利于人們對相變冷卻服進(jìn)一步的了解和認(rèn)識。

冷卻服；發(fā)展現(xiàn)狀；相變材料；理論模型

在較熱或炎熱環(huán)境中工作的人要比普通環(huán)境中做類似工作的人所承受的壓力更大，體力負(fù)荷伴隨暴露在高溫環(huán)境中，會增加工人安全和健康的風(fēng)險(xiǎn)[1]，熱應(yīng)力會導(dǎo)致如消防員、工廠工人、軍事訓(xùn)練者、運(yùn)動員的耐力和表現(xiàn)降低[2]。使用個(gè)人冷卻設(shè)備等措施以改善人體周圍的小氣候，創(chuàng)造熱舒適性，穿著冷卻服是抵御高溫侵害、提高工作效率的有效方法之一。

1962年Burton和Collier為英國皇家空軍研制出世界上第一件液冷服[3-4]，從而拉開了冷卻服研究的序幕。早期研制的冷卻服主要領(lǐng)域?yàn)檐娛屡c航空航天[5-7]，20世紀(jì)70年代中后期，冷卻服開始應(yīng)用在醫(yī)療、消防、礦山和冶金等領(lǐng)域。目前，科學(xué)家們已經(jīng)廣泛地考察了在炎熱的環(huán)境條件下，冷卻服裝在緩解人體所受到熱應(yīng)力的有效性[8-10]，冷卻服已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于軍事訓(xùn)練、消防醫(yī)療業(yè)務(wù)和體育等特殊領(lǐng)域。

1 冷卻服

從2001年起，在個(gè)人冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究上主要集中采用風(fēng)機(jī)、循環(huán)液體或相變材料(PCM)作為工作中的微氣候[11-15]。冷卻服根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同，可分為液體冷卻服、氣體冷卻服[16-17]、相變冷卻服[18]和結(jié)合上述冷卻技術(shù)的兩個(gè)或兩個(gè)以上的混合冷卻服[19-20]。冷卻服又可分為主動型冷卻服和被動型冷卻服，主動型冷卻服包括氣體冷卻服和液體冷卻服，被動型冷卻服主要為相變冷卻服。氣體冷卻服通常配備了一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)，迫使空氣進(jìn)入背心的微氣候。該冷卻系統(tǒng)相當(dāng)便宜，但冷卻能力有限，功耗高，在炎熱和潮濕的天氣時(shí)無效[21]。液冷服是衣服中含有細(xì)的導(dǎo)管，導(dǎo)管中含有冷的循環(huán)液體，有良好的散熱能力，有效時(shí)間相對較長；缺點(diǎn)是較重，妨礙工人行動，從而降低了工作效率[22]。相變冷卻服是在服裝上封裝相變材料包或者利用微膠囊技術(shù)將相變材料鑲嵌在服裝中，通過相變材料的相變改變吸收人體熱量，實(shí)現(xiàn)對人體的降溫。相變冷卻服具有服裝結(jié)構(gòu)簡單，穿脫方便，冷卻效果好,不需要額外致冷裝置等優(yōu)點(diǎn)，但也存在有效工作時(shí)間較短的缺點(diǎn)[23]。

2 國內(nèi)外相變冷卻服發(fā)展概況

2.1 國外相變冷卻服

Bennett等[24]于1995年在海軍消防員服裝的6個(gè)口袋中放入凝膠進(jìn)行降溫研究。Chuansi Gao等[25]以十水硫酸鈉及其添加物為相變材料制作出供消防員使用的冷卻服。Lennart等[26]使用丙烯酸樹脂高吸水性聚合物作為相變材料制作出供消防員使用的冷卻服。20世紀(jì)末美國的TRDC公司[27-28]將直徑3～100 um的相變微膠囊密封入服裝，研制具有調(diào)溫功能的智能服裝。美國Triangle公司[29]將直徑15～40 um的微膠囊編織到紡織物中研制出調(diào)溫服。Wenfang Song等[30]為辦公室工作人員設(shè)計(jì)的上衣和褲子復(fù)合PCM包和空氣通風(fēng)風(fēng)扇的混合式個(gè)人冷卻服裝。Tao Wang等[31]試驗(yàn)研究用相變材料微膠囊懸浮液代替?zhèn)鹘y(tǒng)冷卻液作為新的工作流體的液冷服。

2.2 國內(nèi)相變冷卻服

秦長春[32]利用一種高分子水凝膠(藍(lán)冰)，研制出供消防員使用的“藍(lán)冰降溫避火服”，該服裝是在傳統(tǒng)消防服中以藍(lán)冰為內(nèi)膽放置在服裝夾層內(nèi)改進(jìn)而來，可以同時(shí)起到防火與高效降溫的作用。天津工業(yè)大學(xué)功能纖維研究所以常規(guī)高分子聚合物為基材，采用熔融共混、熔融芯/鞘復(fù)合或溶液紡絲工藝研制的調(diào)溫服，經(jīng)中國人民解放軍特種防護(hù)服裝質(zhì)量檢測中心檢測，在熱環(huán)境下具有3 ℃的降溫功效[33]。梁國志等[34-36]以聚乙烯醇為基本原料，以硼砂溶液為膠凝劑，添加冰點(diǎn)降溫助劑等，配制成的凝膠狀蓄冷劑制作了供礦工使用的降溫服。朱穎心等[37-38]設(shè)計(jì)了供工廠和醫(yī)療機(jī)構(gòu)使用的以氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣和水的混合物作為相變材料的降溫服。王云儀等[39]以凝膠為蓄能降溫材料研制了局部性相變冷卻服，主要供鋼鐵工人使用。

3 相變材料

相變材料(PCM)是一種潛熱儲存材料，具有較高的熔解熱，相比顯熱儲存材料，具有高熱能存儲密度，在發(fā)生相變過程中，在恒定溫度條件下吸收和釋放熱量。潛熱熱能存儲設(shè)備的存儲容量[40]為：

(1)

Q= m[CSP(Tm-Ti)+amΔhm+

Clp(Tf-Tm)]

(2)

其中Q是存儲容量，Cp是比熱，Ti、Tm和Tf是初始、熔化和凝固溫度，Δh是焓。

3.1 分類

PCM主要分為有機(jī)相變材料、無機(jī)相變材料和混合(共晶)相變材料，Abhat[41]的相變材料的綜合分類如圖1所示。

圖1 相變材料的分類

有機(jī)相變材料包括石蠟、羧酸、酯、多元醇等有機(jī)物，有機(jī)材料具有無相分離的一致熔融的能力。這些化合物在很寬的熔點(diǎn)范圍內(nèi)可使用[42]。石蠟在500 ℃下是安全、可靠的，可預(yù)測、廉價(jià)、無腐蝕性、化學(xué)惰性和穩(wěn)定，但具有極低的熱導(dǎo)率(0.1～0.3W/mK)，不適用于塑料容器封裝。無機(jī)材料通常是水合鹽和金屬，并大量應(yīng)用在太陽能上[43-44]。作為相變材料，大量循環(huán)使用后依然能夠維持高的熔融熱(350MJ/m3)，相對較高的熱導(dǎo)率(0.5W/m℃)，但是熔融不一致?；旌?共晶)相變材料是兩種或兩種以上成分的組合物，如有機(jī)-有機(jī)、有機(jī)-無機(jī)、無機(jī)-無機(jī)，每成分改變相態(tài)達(dá)到一致和結(jié)晶過程中形成晶體組成的混合物[45]?；旌舷嘧儾牧系慕M成物熔化和結(jié)晶是一致的，組分不會發(fā)生分離[46]。

3.2 基本性質(zhì)

眾多行業(yè)的研究人員了解到PCM儲存和釋放大量潛熱的特性，都在積極尋找適合具體應(yīng)用的相變材料。PCM作為儲熱系統(tǒng)應(yīng)具備相關(guān)熱、物理、化學(xué)、經(jīng)濟(jì)特性[47-49]。熱性能包括：合適的相變溫度，制熱或冷卻的運(yùn)行溫度應(yīng)該與用于熱能儲存的PCM相變溫度相匹配；高比熱提供了額外的顯熱儲存；高潛熱可以滿足將大量的能量儲存在小體積的PCM中，即讓熱能儲存器的物理尺寸最小化；相變轉(zhuǎn)換時(shí)有較高的導(dǎo)熱性，導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)該高于降低熔化和凝固相變所需的溫度梯度。物理性能包括：高密度，高密度材料需要的儲存容器可以相對較小；凝固時(shí)不會或幾乎不會產(chǎn)生過冷，小的過冷卻避免PCM的凝固或熔化溫度成為一個(gè)范圍值，給出一個(gè)單一的相變溫度值，即成核率高；低蒸氣壓和小體積變化，PCM低蒸氣壓和小體積的變化有助于減少容器的幾何形狀的復(fù)雜性?；瘜W(xué)性能包括：長期的化學(xué)穩(wěn)定性、兼容膠囊材料、無毒，不易燃，不易爆；連續(xù)的凝固和熔化循環(huán)可能會影響PCM的化學(xué)組成，因此，這種材料在很長一段時(shí)間內(nèi)保持化學(xué)穩(wěn)定性是非常需要的。PCM是被封裝，不能與任何一種封裝材料有不良反應(yīng)。從安全的角度來看，它應(yīng)該是無毒、不易燃、不爆炸。經(jīng)濟(jì)特性包括：大量容易獲得的、廉價(jià)的，廉價(jià)和容易獲得是材料非常理想的特性。

3.3 調(diào)溫原理

PCM是利用相變材料在溫度高于相變點(diǎn)時(shí)吸收熱量而發(fā)生相變(融化蓄勢過程)，當(dāng)溫度下降，低于相變點(diǎn)時(shí)，發(fā)生逆向相變(凝固放熱過程)進(jìn)行工作的。其原理如圖2、3所示。

4 相變冷卻服傳熱理論模型

冷卻服根據(jù)相變儲冷材料和儲冷方式的不同可以分為2大類：傳統(tǒng)相變冷卻服和新型相變冷卻服。傳統(tǒng)相變冷卻服是指將PCM包封裝在冷卻服的口袋里；新型相變冷卻服則利用微膠囊技術(shù)將相變材料制作成微型膠囊，并將微膠囊內(nèi)嵌到服裝面料中。

文章公式中用到的參數(shù)，其代表含義為：

A-織物面積(m2)；g-重力加速度(m/s2)；w-濕度比(kgw/kgair)；P-蒸氣壓(kPa)；m-質(zhì)量(kg)；α-熔化的PCM分?jǐn)?shù)；C-織物電容(J/kg·K)；ma-浮力作用引發(fā)的質(zhì)量流率；β-體積熱膨脹(℃-1)；e-織物厚度(m)；ρ-密度(kg/m3)；v-空氣運(yùn)動粘度(m2/s)；hc-對流傳熱(W/m2·K)；r-半徑；air-PCM和環(huán)境間的大氣候；hfg-蒸發(fā)熱(J/kg)；Rd-內(nèi)織物干熱阻(m2·K/W)；aj-PCM和皮膚間的微氣候；had-織物的吸附熱(J/kg)；Re-織物蒸發(fā)阻力(m2·kPa/W)；env-環(huán)境；hm-織物的傳質(zhì)系數(shù)(kg/m2·kPa·s)；R-織物回潮率；of-外層織物；hf-織物的傳熱系數(shù)(kg/m2·kPa·s)；T-溫度(℃)；if-內(nèi)層織物。

注：ρif-內(nèi)層織物密度(kg/m3)，n是分布在冷卻背心PCM包的數(shù)量。

圖2 相變材料吸熱原理

圖3 相變材料放熱原理

4.1 傳統(tǒng)相變冷卻服傳熱理論模型(冷卻背心)

HaneenHamdan等[50]在研究PCM冷卻背心改善熱環(huán)境的熱舒適性中，提出織物-PCM傳熱模型(將人體上半身看成圓筒形)。冷卻背心由低蒸發(fā)阻力織物組成，以促進(jìn)水分傳遞到環(huán)境中，并帶有口袋用來封裝PCM包。圖4描述了織物-PCM系統(tǒng)示意圖。

注：(a)皮膚、服裝、PCM和空氣層側(cè)視圖，(b)不同層半徑的冷卻背心的俯視圖，(c)冷卻背心中的PCM包放在圓筒軀干的上段和下段的正視圖圖4 織物—PCM圓筒模型圖

底層服裝層與皮膚和小氣候空氣層進(jìn)行熱、水汽輸送。每個(gè)PCM片和內(nèi)衣層之間微氣候區(qū)域?qū)邮潜豢醋鲉为?dú)一塊區(qū)域。然而，每一個(gè)區(qū)域都有它自己的環(huán)境，取決于PCM熔化溫度及其所在的位置。另一方面，在衣下空氣層基本上是在一個(gè)集中的空氣溫度。

底層織物的質(zhì)量和能量平衡由公式(3)、(4)分別給出：

(3)

(4)

當(dāng)沒有發(fā)生相變(TPCM≠PCM熔化溫度)，PCM被看作為干的中間層，能量方程方程式(5)為：

APCMj(Tair-TPCM)

(5)

在相變過程中，TPCM是不變的，它等于PCM熔化溫度。有了這個(gè)假設(shè)，熱傳導(dǎo)方程式(6)為：

(6)

外層織物的質(zhì)量和能量平衡公式分別為式(7)、(8)為：

(7)

(8)

假設(shè)PCM包和底層服裝層之間的間隙寬度很小，空氣流服從泊肅葉流動，Bejan[51]代表的空氣質(zhì)量流動率方程為：

(9)

其中d-間隙寬度，w-PCM包的寬度。

微氣候空氣的質(zhì)量和能量平衡公式分別為式(10)、(11)：

(10)

+maCair×(Tair-Taj)

(11)

大氣候空氣質(zhì)量和能量平衡公式分別為式(12)、(13)：

(12)

+∑ma×Cair(Tair-Taj)

(13)

為了解決上述耦合方程，所有服裝、空氣層和PCM的初始條件是必要的。結(jié)合生物熱模型測試PCM背心模型試驗(yàn)，皮膚溫度假設(shè)是等溫的[52]。織物的回潮率必須是已知的，它是通過織物回潮率與環(huán)境中的相對濕度的相關(guān)性進(jìn)行了評估的。

4.2 新型冷卻服傳熱理論模型

A.Safavi等[53]提出相變材料微膠囊(micro-PCM)冷卻服纖維層傳熱的理論模型，如圖5所示皮膚-織物-環(huán)境系統(tǒng)模型。選用的織物是結(jié)合PCM的多孔織物，在此，x表示在多孔織物層的坐標(biāo)，x=0和x=L分別表示下表面層和上表面層的位置。

圖5 皮膚-織物-環(huán)境系統(tǒng)

假設(shè)熱傳遞是以x方向從皮膚通過織物到環(huán)境傳遞。根據(jù)能量守恒定理推導(dǎo)，作出如下假設(shè)：

(1)在相變的每個(gè)階段，相變材料的熱物理性質(zhì)是持續(xù)不斷的。

(2)微膠囊是處于被周圍纖維包裹著的平衡狀態(tài)(準(zhǔn)穩(wěn)態(tài))。

(3)相變過程發(fā)生在一個(gè)溫度范圍(而不是單一熔點(diǎn))。

(4)通過織物的熱傳遞發(fā)生熱(無蒸汽傳輸)?？椢飬^(qū)內(nèi)沒有對流換熱，表面的輻射換熱可以忽略不計(jì)。

含有micro-PCM的織物所處外部環(huán)境溫度在相變溫度范圍外時(shí),micro-PCMs是不活躍的，在這種狀態(tài)下，micro-PCM作為具有恒定熱容量織物的一個(gè)組成部分；另一方面，織物沒有表現(xiàn)出動態(tài)的熱行為。因此，存儲在系統(tǒng)中的能量平衡包括顯能中的變化率，公式為：

(14)

即

ρt=γPf+(1-γ)ρmpcm

(15)

ρmpcm=αρcore+(1-α)ρshell

(16)

其中，K-熱傳遞系數(shù)(W/m·K)；ct-s-織物在靜態(tài)狀態(tài)下的熱容量(沒有相變)(J/kg·K)；γ-織物中纖維的比例；1-γ-織物中micro-PCM比例；ρcore-石蠟密度(kg/m3)，ρshell-微膠囊殼的密度。

在相變過程中,micro-PCM的熱容量根據(jù)溫度變化而變化，可以通過micro-PCM的DSC曲線來預(yù)估熱容變化函數(shù)。在這種情況下，當(dāng)micro-PCM發(fā)生相變時(shí)，方程(14)中ct-s用ct-D代替，ct-D為織物在動態(tài)狀態(tài)下的總?cè)萘?相變過程中)。

方程應(yīng)用還需添加初始和邊界條件，織物的皮膚接觸面，即x=0，邊界條件為：

(17)

織物的環(huán)境面，即x=L(相當(dāng)于織物的厚度)，邊界條件為：

(18)

其中，qcons-模擬皮膚產(chǎn)生的熱通量；u∞-空氣-織物對流傳熱系數(shù)(W/m2·K)；T∞-環(huán)境溫度(K)。

5 結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，冷卻服不斷得到完善，在航空、航海、野戰(zhàn)、生化、消防、交通、冶金、礦山、醫(yī)療和體育等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。相變冷卻服降溫效果、制冷時(shí)間等方面取得了可喜的成績，但還存在有效工作時(shí)間短、需要按時(shí)更換降溫袋、重量較重、透氣性差及泄漏等問題?？椢?PCM理論模型和分段生物模型相結(jié)合是非常有價(jià)值的工具，用來預(yù)測復(fù)合相變儲熱材料對人體不同軀干部位的影響，從而預(yù)測軀干非等皮膚溫度；可以用來優(yōu)化相變冷卻服的性能，比如，冷卻背心在不改變性能的情況下，減小重量。目前市場上常見的冷卻服均存在一定的不足,技術(shù)還不夠完善，因此在冷卻服的開發(fā)研制上還需要付出更多的努力。

[1]HavenithG,HolmerI,ParsonsK.Personalfactorsinthermalcomfortassessment:Clothingpropertiesandmetabolicheatproduction[J].EnergyandBuildings, 2002, (34): 581-591.

[2]GaoC,KuklaneK,HolmerI.Coolingvestswithphasechangematerialpacks:Theeffectsoftemperaturegradient,mass,andcoveringarea[J].Ergonomics, 2010, 53: 716-723.

[3]KonradJK,Buettner.Thermalstressinthemodernaircraft[R].LosAngeles:FrontiersofManControlledFlight,1953.

[4]SarahAN.Watercooledgarments:areview[J].SpaceLifeScience,1970,2(3):335-360.

[5] 管春磊，李 猛，陳景山.美俄新型登月航天服技術(shù)研究進(jìn)展[J].載人航天，2010,16(2):45-51.

[6] 歐陽驊，仟兆生.從蘇-27一體化防護(hù)服看抗高過載措施[J].國際航空，1999,(2):58.

[7] 任兆生，石立勇，王 瓊,等.飛行員高空代償服和FTF-2通風(fēng)服通風(fēng)散熱性能評價(jià)[J].解放軍醫(yī)學(xué)雜志，2004,29(10):847-849.

[8]ChanAP,SongW,YangY.Meta-analysisoftheeffectsofmicroclimatecoolingsystemsonhumanperformanceunderthermalstressfulenvironment:potentialapplicationstooccupationalworkers[J].ThermBiol, 2015, 49-50: 16-32.

[9]SongW,WangF.Thehybridpersonalcoolingsystem(PCS)couldeffectivelyreducetheheatstrainwhileexercisinginahotandmoderatehumidenvironment,Ergonomics[EB/OL].http://dx.doi.org/10.1080/00140139.2015.1105305.

[10]CRVernieuw,LAStephenson,MAKolka.Thermalcomfortandsensationinmenwearingacoolingsystemcontrolledbyskintemperature[J].HumFactors, 2007, 49:1 033-1 044.

[11]JWebster,EJHolland,GSleivert,etal.Alight-weightcoolingvestenhancesperformanceofathletesintheheat[J].Ergon, 2005,48(7): 821-837.

[12]ADFlouris,SSCheung.Designandcontroloptimizationofmicroclimateliquidcoolingsystemsunderneathprotectiveclothing[J].AnnBiomedEng, 2006,34(3):359-372.

[13]ALFurtado,BNCraig,JTChard,etal.Coolingsuits,physiologicalresponse,andtaskperformanceinhotenvironmentsforthepowerindustry[J].IntJOccupSafErgon,(JOSE) 2007,13(13): 227-239.

[14]SANunneley.Watercooledgarments:areview[J].SpaceLifeSci, 1970,(2): 335-360.

[15]JKJohnson.Evaluationoffourportablecoolingvestsforworkerswearinggasextractioncoverallsinhotenvironments[D].UniversityofSouthFlorida, 2013.

[16]XXu,JGonzalez.Determinationofthecoolingcapacityforbodyventilationsystem[J].EurJApplPhysiol,2001,(111):3 155-3 160.

[17]JBCarter,EWBanister,JBMorrison.Effectivenessofrestpausesandcoolinginalleviationofheatstressduringsimulatedfirefightingactivity[J].Ergonomics,1999,(42): 299-313.

[18]RDuffield,BDawson,DBishop,etal.Effectofwearinganicecoolingjacketonrepeatsprintperformanceinwarm/humidconditions[J].BrJSportsMed, 2003,(37): 164-169.

[19]JHKim,ACoca,WJWilliams,etal.Effectsofliquidcoolinggarmentsonrecoveryandperformancetimeinindividualsperformingstrenuousworkwearingafirefighterensemble[J].OccupEnvironHyg, 2011,(8):409-416.

[20]YLu,FWei,DLai,etal.Anovelpersonalcoolingsystem(PCS)incorporatedwithphasechangematerials(PCMs)andventilationfans:aninvestigationonitscoolingefficiency[J].ThermBiol, 2015,(52):137-146.

[21]TYMeng.Designofamicroclimateventilationsystem,bethesis[D].UniversityofSouthernQueensland, 2007.

[22]GrazynaBartkowiak,AnnaDabrowska,BogdanWodarczyk.Constructionofagarmentforanintegratedliquidcoolingsystem[J].TextileResearchJournal, 2015,85(17): 1 809-1 816.

[23]HANZengwang,TANGShijun,LAIJun.Thecurrentinternationalresearchsituationandkeytechniquesofcoolinggarment[J].ChinaPer-sonalProtectiveEquipment,2009,(4):11-14.

[24]BennettBL,HaganRD,HueyKA,etal.Comparisonoftwocoolvestsonheat-strainreductionwhilewearingafirefightingensemble[J].EuropeanJournalofAppliedPhysiology1995,70(4): 328-332

[25]CaoC,KuklaneK,HolmerI.Coolingvestswithphasechangematerials:theeffectsofmeltingtemperatureonheatstrainalleviationinanextremelyhotenvironment[J].EuropeanJournalofAppliedPhysiology,2011,111(6):1 207-1 216.

[26]TeunissenLP,WANGLC,CHOUSN,etal.Evaluationoftwocoolingsystemsunderafirefightercoverall[J].AppliedErgonomics, 2014, 45(6):1 433-1 438.

[27]BryantYG,DavidCP.Fabric;withresearchenhancedthermalproperties:US,5366801[P] 1994.11.22.

[28]JonesEA,UsinBW.Phasechangematerialsinclothing[J].TextileResearchJourna1,2001,71 (6):495-502.

[29]ColvinDP.PFCS一anewconceptionforcoolmicro-climategarments[C]//IndustrialFahricAssociationInternational2thInternationalConferenceonSafety&ProtectiveFabrics,NorthCarolina,USA,2000.

[30]WenfangSong,FamingWang,FanruWei.Hybridcoolingclothingtoimprovethermalcomfortofofficeworkersinahotindoorenvironment[J].BuildingandEnvironment2016,(100): 92-101.

[31]TaoWang,LiangWang,LizhanBai,etal.ExperimentalstudyontheperformanceofaliquidcoolinggarmentwiththeapplicationofMEPCMS[J].EnergyConversionandManagement, 2015,(103): 943-957.

[32]董明元.神奇軟甲:“藍(lán)冰降溫避火服”[J].中國纖檢，2013,(22):48 -49.

[33]張興祥.耐高溫相變材料微膠囊及熔紡高儲熱量儲熱調(diào)溫纖維[J].天津科技，2010,37 (2): 19-21.

[34]孫文娟，梁國志.礦工降溫服蓄冷材料的實(shí)驗(yàn)研究[J].化學(xué)工程與裝備，2010,(4):36-39.

[35]張奮奮，梁國志，周夢穎，等.降溫服在煤礦中的應(yīng)用[J].能源技術(shù)與管理，2011,(2):114-115.

[36]周夢穎，馮立品，梁國志.礦用降溫服性能測試研究[J].安徽理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2012,32 (2):29-34.

[37]關(guān) 平，周 翔，李 俊，等.醫(yī)用相變降溫服人體熱舒適性試驗(yàn)研究[R].蘭州:全國暖通空調(diào)制冷2004年學(xué)術(shù)年會，2004.

[38]朱穎心，張寅平，周 翔，等.一種相變材料降溫服[P].中國:2742791Y,2005-11-30.

[39]王云儀，趙萌萌.高溫強(qiáng)輻射下相變降溫背心的熱調(diào)節(jié)作用客觀測評[J].紡織學(xué)報(bào)，2012,33(5):101-105.

[40]LaneGA.Solarheatstorage-latentheatmaterials[M].volIFlorida:CRCPress,Inc, 1983.

[41]AbhatA.Lowtemperaturelatentheatthermalenergystorage-heatstoragematerials[J].SolEnergy, 1983,30:313-332.

[42]KhudhairAM,FaridMM.Areviewonenergyconservationinbuildingapplicationswiththermalstoragebylatentheatusingphasechangematerials[J].EnergyConversManage, 2004,(45):263-275.

[43]LaneGA.Solarheatstorage:latentheatmaterials[M].Technology,volIIFlorida:CRCPress, 1986.

[44]DincerI,RosenMA.Thermalenergystorage,systemsandapplications[M].Chichester(England):JohnWiley&Sons, 2002.

[45]GeorgeA.Handbookofthermaldesign[M].McGrawHillBookCo, 1989.

[46]SharmaA,TyagiVV,ChenCR,etal.Reviewonthermalenergystoragewithphasechangematerialsandapplications[J].RenewSustainEnergyRev, 2009,13:318-345.

[47]ReginAF,SolankiSC,SainiJS.HeattransfercharacteristicsofthermalenergystoragesystemusingPCMcapsules:areview[J].RenewSustainEnergyRev, 2008,(12):2 438-2 458.

[48]WaqasA,UdDinZ.Phasechangematerial(PCM)storageforfreecoolingofbuildings-areview[J].RenewSustainEnergyRev, 2013,(18):607-625.

[49]SoaresN,CostaJJ,GasparAR,etal.ReviewofpassivePCMlatentheatthermalenergystoragesystemstowardsbuildings′energyefficiency[J].EnergyBuild, 2013,(59):82-103.

[50]HaneenHamdan,NesreenGhaddar,DjamelOuahrani,etal.PCMcoolingvestforimprovingthermalcomfortinhotenvironment[J].InternationalJournalofThermalSciences, 2016,102:154-167.

[51]ABejan.Convectionheattransfer[M].seconded,Wiley-Interscience, 1994,ISBN0471579726.

[52]MSalloum,NGhaddar,KGhali.Anewtransientbio-heatmodelofthehumanbodyanditsintegrationtoclothingmodels[J].ThermSci, 2007,46(4):371-384.

[53]ASafavi,MAmani-Tehran,MLatifi.Anewapproachtotheoreticalmodelingofheattransferthroughfibrouslayersincorporatedwithmicrocapsulesofphasechangematerials[J].ThermochimicaActa, 2015,604:24-32.

Development Status of Phase Change Cooling Garments and Theoretical Model of Heat Transfer Through Fabric

ZHOU Mi, QIAN Xiao-ming, HUANG Shun-wei

(School of Textile，Tianjin Polytechnic University，Tianjin 300387，China)

The cooling garments, the phase change materialand and its development status were introduced. The theoretical model of heat transfer of both traditional phase change cooling garments and new phase change cooling garments were proposed.It is helpful to take further understand of the phase change cooling garments.

cooling garments; development status; phase-change material; theory model

2016-10-10

國家科技支撐項(xiàng)目(2014BAE09B00)

周 覓(1993-)，女，湖北仙桃人，在讀碩士研究生，主要從事服裝工效學(xué)的研究，E-mail：1257968932@qq.com。

TS941

A

1673-0356(2017)01-0001-07