Diseño y estudio experimental de un saco de dormir de recalentamiento basado en energía solar para condiciones extremas

Wang Zhikai ,  

Wang Yu ,  

Li Haoqi ,  

Zhang Zhongyuan ,  

Gai Yibing ,  

Bai Ziyi ,  

摘要

Para hacer frente a los síntomas de hipotermia en heridos bajo ambientes extremadamente fríos, se diseñó un saco de dormir de recalentamiento basado en energía solar, utilizando materiales de cambio de fase ODE@CaF2MPCMs y Cu2O@n-C20 que liberan calor durante su transición de fase a bajas temperaturas. Se realizaron experimentos con fuente de calor simulada de agua caliente y pruebas con personas reales. Los resultados muestran que en el experimento de simulación de agua caliente, a temperaturas ambientales de 0, 4, 8 ℃ y con una temperatura inicial de los materiales de cambio de fase de 40 ℃, el agua caliente a 37 ℃ pudo mantenerse aproximadamente a 36 ℃ durante 1 hora, y la distribución bilateral de los materiales de cambio de fase tiene una tasa de calentamiento más alta que la distribución unilateral. En los experimentos con personas reales, a temperaturas ambientales de -5, 0, 5 ℃, la temperatura media dentro del saco pudo mantenerse alrededor de 35 ℃ durante 1 hora, y la distribución unilateral de los materiales de cambio de fase ofrece un mejor efecto de retención de calor, con una temperatura media final aproximadamente 2 ℃ más alta; a -15 ℃, la temperatura media pudo mantenerse por encima de 32 ℃ durante 9 horas. El análisis de la uniformidad de la distribución de temperatura dentro del saco muestra que el coeficiente de variación máximo para la distribución unilateral es 0.036 y para la distribución bilateral es 0.053, siendo ambas distribuciones bastante uniformes, con la distribución unilateral más uniforme. La investigación con usuarios reales reveló que la propiedad de retención de calor del saco es excelente, pero la conveniencia aún necesita optimización. Tras múltiples experimentos repetidos a -5 ℃, el efecto de mantenimiento de temperatura después de 30 usos casi no cambia, solo con una disminución de la temperatura corporal promedio de aproximadamente 0.05 ℃ en la 30ª vez; el costo del saco es de alrededor de 400 yuanes, y el consumo de energía para calentarlo a 40 ℃ es aproximadamente 0.24 kW·h.

关键词

saco de dormir de recalentamiento para heridos;ambiente extremo;hipotermia;aislamiento térmico;retención de calor

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