[go: up one dir, main page]

RU2172910C1 - Heat-shielding element and heat-shielding clothiny - Google Patents

Heat-shielding element and heat-shielding clothiny Download PDF

Info

Publication number
RU2172910C1
RU2172910C1 RU2000117638/06A RU2000117638A RU2172910C1 RU 2172910 C1 RU2172910 C1 RU 2172910C1 RU 2000117638/06 A RU2000117638/06 A RU 2000117638/06A RU 2000117638 A RU2000117638 A RU 2000117638A RU 2172910 C1 RU2172910 C1 RU 2172910C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
temperature
storage material
filler
stable
Prior art date
Application number
RU2000117638/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.А. Петрашев
О.А. Корнеев
Original Assignee
ЗАО "Техэнергоресурсы"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ЗАО "Техэнергоресурсы" filed Critical ЗАО "Техэнергоресурсы"
Priority to RU2000117638/06A priority Critical patent/RU2172910C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2172910C1 publication Critical patent/RU2172910C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Professional, Industrial, Or Sporting Protective Garments (AREA)

Abstract

FIELD: manufacture of protective clothing. SUBSTANCE: heat-shielding element includes plate made from form- stable heat accumulating material and electric heater fitted inside this material and connected to power supply source. Melting point of filler of (tm) of heat-accumulating material lies within 37≅tm<53C° and 56<tm≅65. Heat-shielding clothing includes set of heat-shielding elements with temperature sensors fitted on one of them; this sensor is connected with control system of heat "charging" process. Permissible deviations of electrical resistance of heaters and mass of plates are found from mathematical dependence. EFFECT: enhanced efficiency of heat accumulation in wide temperature ranges. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к теплозащитной одежде, используемой в тех отраслях, где трудовая деятельность человека протекает в условиях низких температур, а также к теплозащитным элементам, обеспечивающим защитные свойства этой одежды в результате фазового перехода наполнителя, входящего в состав материала элемента. The invention relates to heat-protective clothing used in industries where human labor takes place at low temperatures, as well as to heat-protective elements that provide protective properties of this clothing as a result of a phase transition of the filler, which is part of the material of the element.

Известен теплозащитный элемент, содержащий капсулу с теплоаккумулирующим веществом. Определенное число таких капсул размещается на одежде и нагревается перед ее использованием (SU, авторское свидетельство, 1706543 кл. A 41 D 13/00, 09.08.89). Указанный элемент имеет небольшой срок использования. Known heat-protective element containing a capsule with a heat-accumulating substance. A certain number of such capsules are placed on the clothes and heated before using them (SU, copyright certificate, 1706543 cells. A 41 D 13/00, 08/09/89). The specified item has a short shelf life.

Известен также теплозащитный элемент, содержащий пластину из формоустойчивого теплоаккумулирующего материала, и электронагреватель, установленный внутри этого материала с возможностью подсоединения к источнику электропитания (RU, патент, 2132031, кл. F 28 D 20\00 20.06.99). Настоящее решение принято в качестве ближайшего аналога. В этом известном элементе температура плавления наполнителя составляет 53-56 град.С, благодаря чему в нем аккумулируется тепла на 50% больше, чем в формоустойчивом теплоаккумулирующем материале с температурой наполнителя на уровне 37 град.С. Однако в этом случае необходимо применять дополнительный слой теплоизоляции, например синтепон, между элементами и подкладкой одежды. Это приводит к увеличению толщины одежды, что делает ее громоздкой и неудобной в пользовании. Кроме того, при особо низких температурах окружающей среды количество тепла, аккумулированное в этом материале, оказывается недостаточным. Also known is a heat-shielding element containing a plate of a form-resistant heat-storage material, and an electric heater installed inside this material with the ability to connect to a power source (RU, patent, 2132031, class F 28 D 20 \ 00 06/20/99). This decision was made as the closest analogue. In this known element the melting temperature of the filler is 53-56 degrees C. With which, heat is accumulated in it by 50% more than in the form-resistant heat-storage material with a filler temperature of 37 degrees C. However, in this case, it is necessary to apply an additional layer of thermal insulation, for example, synthetic winterizer, between the elements and the lining of clothes. This leads to an increase in the thickness of the clothing, which makes it bulky and inconvenient to use. In addition, at particularly low ambient temperatures, the amount of heat accumulated in this material is insufficient.

Известна теплозащитная одежда, выполненная из пакета материалов, состоящего из наружного, внутреннего и утепляющего слоев. Последний образован ячейками с размещенными в них капсулами с теплоаккумулирующим веществом (SU, авторское свидетельство 1706543, кл. A 41 D 13\00, 09.08.89). Недостатком такой одежды является сравнительно низкий температурный диапазон теплоотдачи наполнителя, сохраняющего тепло, неравномерность распределения тепла по обогреваемой поверхности, а также невысокая надежность в эксплуатации. Known heat-protective clothing made of a package of materials consisting of outer, inner and insulation layers. The latter is formed by cells with capsules with a heat-storage substance placed in them (SU, copyright certificate 1706543, class A 41 D 13 \ 00, 08/09/89). The disadvantage of such clothes is the relatively low temperature range of the heat transfer of the filler, which retains heat, the uneven distribution of heat over the heated surface, as well as the low reliability in operation.

Известна также теплозащитная одежда, содержащая набор установленных в ней теплозащитных элементов, на одном из которых смонтирован датчик температуры, выдающий информацию на систему управления процессом "зарядки" элементов теплом (RU, патент 2132031, кл. F 28 D 20\00 20.06.99). Данная одежда принята в качестве ближайшего аналога. Эта одежда имеет ограниченное использование. Heat-insulating clothing is also known, containing a set of heat-protective elements installed in it, on one of which a temperature sensor is mounted that provides information to the control system for the process of "charging" elements with heat (RU, patent 2132031, class F 28 D 20 \ 00 20.06.99) . This clothing is accepted as the closest equivalent. This clothing has limited use.

Задачей настоящего изобретения является создание теплозащитного элемента, обеспечивающего аккумулирование тепла в широких температурных пределах, в зависимости от условий использования одежды. Кроме того, задачей настоящего изобретения является создание теплозащитной одежды с широким диапазоном использования. The objective of the present invention is to provide a heat-protective element that provides heat storage over a wide temperature range, depending on the conditions of use of the clothes. In addition, the present invention is the creation of heat-protective clothing with a wide range of uses.

Для решения указанных задач в теплозащитном элементе, содержащем пластину из формоустойчивого теплоаккумулирующего материала и электронагреватель, установленный внутри этого материала с возможностью подсоединения к источнику электропитания, температура плавления наполнителя tпл формоустойчивого теплоаккумулирующего материала находится в пределах 37 ≅ tпл < 53 и 56 < tпл ≅ 65 град.C , теплозащитная одежда, содержащая набор установленных в ней теплозащитных элементов, на одном из которых смонтирован датчик температуры, выдающий информацию на систему управления процессом "зарядки" элементов теплом; каждый теплозащитный элемент содержит пластину из формоустойчивого теплоаккумулирующего материала и электронагреватель, установленный внутри этого материала с возможностью подсоединения к источнику электропитания, температура плавления наполнителя формоустойчивого теплоаккумулирующего материала находится в пределах 37-53 и 56-65 град.С, а допустимое отклонение электрических сопротивлений электронагревателей теплозащитных элементов от номинала определяется по формуле:

Figure 00000002

где R0 - сопротивление электронагревателя теплозащитного элемента, на котором смонтирован датчик температуры;
tпл - температура плавления наполнителя формоустойчивого теплоаккумулирующего материала;
C1 - теплоемкость формоустойчивого теплоаккумулирующего материала при температуре ниже tпл;
C2 - теплоемкость формоустойчивого теплоаккумулирующего материала при температуре выше tпл;
r - теплота плавления наполнителя формоустойчивого теплоаккумулирующего материала, отнесенная к единице массы этого материала;
tн - температура теплозащитных элементов перед началом "зарядки" их теплом;
tд - пороговое значение температуры теплозащитного элемента, на котором смонтирован датчик температуры;
tпр - предельная температура, до которой может быть разогрет теплоаккумулирующий материал в данной конструкции одежды, допустимое отклонение массы пластин из формоустойчивого теплоаккумулирующего материала от номинальной массы определяется по формуле:
Figure 00000003

где m0 - масса пластины того элемента, на котором смонтирован датчик температуры;
tпл - температура плавления наполнителя формоустойчивого теплоаккумулирующего материала;
C1 - теплоемкость формоустойчивого теплоаккумулирующего материала при температуре ниже tпл;
C2 - теплоемкость формоустойчивого теплоаккумулирующего материала при температуре выше tпл;
r - теплота плавления наполнителя формоустойчивого теплоаккумулирующего материала, отнесенная к единице массы этого материала;
tн - температура теплозащитных элементов перед началом "зарядки" их теплом;
tд - пороговое значение температуры теплозащитного элемента, на котором смонтирован датчик температуры;
tпр - предельная температура, до которой может быть разогрет теплоаккумулирующий материал в одежде данной конструкции.To solve these problems, in a heat-protective element containing a plate made of a form-resistant heat-storage material and an electric heater installed inside this material with the possibility of connecting to a power source, the melting temperature of the filler t pl of the form-resistant heat-storage material is in the range of 37 ≅ t pl <53 and 56 <t pl ≅ 65 deg. C, heat-protective clothing containing a set of heat-protective elements installed in it, on one of which a temperature sensor is mounted that provides information on the control system of the process of "charging" the elements with heat; each heat-insulating element contains a plate made of a form-resistant heat-storage material and an electric heater installed inside this material with the possibility of connecting to a power source, the melting temperature of the filler of the form-stable heat-storage material is in the range of 37-53 and 56-65 degrees C. elements of face value is determined by the formula:
Figure 00000002

where R 0 is the resistance of the electric heater of the heat-protective element on which the temperature sensor is mounted;
t PL - the melting temperature of the filler form-stable heat-storage material;
C 1 - the heat capacity of the form-stable heat-storage material at a temperature below t PL ;
C 2 is the heat capacity of the form-stable heat-storage material at a temperature above t PL ;
r is the heat of fusion of the filler of the form-stable heat-storage material, referred to the unit mass of this material;
t n is the temperature of the heat-protective elements before starting to “charge” them with heat;
t d - the threshold value of the temperature of the heat-protective element on which the temperature sensor is mounted;
t CR - the maximum temperature to which the heat-accumulating material in this garment design can be heated, the permissible deviation of the mass of plates from the form-resistant heat-accumulating material from the nominal mass is determined by the formula:
Figure 00000003

where m 0 is the mass of the plate of the element on which the temperature sensor is mounted;
t PL - the melting temperature of the filler form-stable heat-storage material;
C 1 - the heat capacity of the form-stable heat-storage material at a temperature below t PL ;
C 2 is the heat capacity of the form-stable heat-storage material at a temperature above t PL ;
r is the heat of fusion of the filler of the form-stable heat-storage material, referred to the unit mass of this material;
t n is the temperature of the heat-protective elements before starting to “charge” them with heat;
t d - the threshold value of the temperature of the heat-protective element on which the temperature sensor is mounted;
t ol - the maximum temperature to which the heat storage material in clothes of this design can be heated.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид теплозащитного элемента; на фиг. 2 - установка теплозащитного элемента в одежде в сечении; на фиг. 3 - схематичное изображение теплозащитной одежды с размещенными в ней теплозащитными элементами; на фиг. 4 - схема электропитания теплозащитных элементов одежды. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view of a heat-shielding element; in FIG. 2 - installation of a heat-protective element in clothes in section; in FIG. 3 is a schematic representation of heat-protective clothing with heat-protective elements placed therein; in FIG. 4 is a power supply diagram of heat-protective clothing elements.

Теплозащитный элемент 1 содержит пластину 1а (фиг. 1) из формоустойчивого теплоаккумулирующего материала и электронагреватель 2, установленный внутри этого материала с возможностью подсоединения к источнику электропитания посредством проводов 3. Температура плавления наполнителя формоустойчивого теплоаккумулирующего материала находится в пределах 37-53 и 56-65 град. С. Первый предел используется для получения облегченного варианта обогревающей одежды, второй - в тех случаях, когда необходимо аккумулировать много тепла и возможно применение громоздкой одежды. The heat-protective element 1 comprises a plate 1a (Fig. 1) made of a form-resistant heat-storage material and an electric heater 2 installed inside this material with the possibility of connecting to a power source by means of wires 3. The melting temperature of the filler of the form-resistant heat-storage material is between 37-53 and 56-65 degrees . C. The first limit is used to obtain a lightweight version of heating clothes, the second - in cases where it is necessary to accumulate a lot of heat and the use of bulky clothes is possible.

При использовании наполнителя с температурой плавления 37-53 град. С сохраняется эффективность обогрева на уровне ближайшего аналога за счет снижения тепловых потерь (при снижении рабочей температуры снижаются и тепловые потери) и выбора наполнителя с повышенным значением теплоты плавления. When using a filler with a melting point of 37-53 degrees. C, the heating efficiency is maintained at the level of the closest analogue due to the reduction of heat losses (with a decrease in the operating temperature, heat losses are also reduced) and the choice of filler with an increased value of the heat of fusion.

При использовании наполнителя с температурой плавления 56-65 град.С громоздкость одежды может быть уменьшена за счет применения дополнительной теплоизоляции из новых высокоэффективных по теплозащите материалов (шерстипон, материалы с прослойками из фольги и т.п.). When using a filler with a melting point of 56-65 degrees C, the bulkiness of the clothes can be reduced due to the use of additional thermal insulation from new materials that are highly effective in thermal protection (sherstipon, materials with foil layers, etc.).

Нижняя граница предела температур 37 град. С определяется температурой тела человека (более низкая температура плавления приведет к охлаждению человека). Верхняя граница предела температур 65 град. С определяется тем, что при более высокой температуре плавления потери в окружающую среду уже не могут быть компенсированы увеличением количества аккумулируемого тепла, поэтому продолжительность обогрева с помощью такой одежды начинает снижаться. The lower limit of the temperature limit is 37 degrees. C is determined by the temperature of the human body (lower melting point will lead to cooling of the person). The upper limit of the temperature limit is 65 degrees. C is determined by the fact that at a higher melting point, losses to the environment can no longer be compensated by an increase in the amount of heat accumulated, therefore, the duration of heating with the help of such clothes begins to decrease.

На фиг. 3 представлена одежда в виде жилета с установленными в нем теплозащитными элементами 1. На одном из них смонтирован датчик температуры 4, выдающий информацию на систему управления процессом "зарядки" элементов теплом. Одежда имеет основу 5 (фиг. 2) из прочной и маловытягивающейся ткани. На внутренней, обращенной к человеку стороне пришиты карманы 6, в которых размещены элементы 1. Карманы сверху закрыты клапанами 7 с тканным замком, например липучкой. С наружной стороны к основе 5 пришиты два слоя утеплителя 8, например, из синтепона, которые закрыты снаружи отделочной тканью 9, пришитой к основе 5 жилета. С внутренней стороны основы 5 пришита подкладка 10, на которую нашит простегиванием еще один слой утеплителя 11. Для достижения теплового комфорта человека теплоизоляционные свойства утеплителя 11 подбираются в зависимости от tпл теплоаккумулирующего материала.In FIG. Figure 3 shows clothes in the form of a vest with heat-protective elements installed in it 1. A temperature sensor 4 is mounted on one of them, which provides information to the control system for the process of "charging" the elements with heat. Clothing has a base 5 (Fig. 2) made of durable and low-stretch fabric. On the inner side facing the person, pockets 6 are sewn in which the elements 1 are placed. The pockets on top are closed by valves 7 with a woven lock, such as velcro. On the outside, two layers of insulation 8 are sewn to the base 5, for example, of synthetic winterizer, which are closed on the outside with a finishing fabric 9 sewn to the base 5 of the vest. A lining 10 is sewn from the inside of the base 5, onto which another layer of insulation 11 is sewn by quilting. To achieve the thermal comfort of a person, the thermal insulation properties of the insulation 11 are selected depending on t pl of the heat storage material.

Питание электронагревателей 2 (фиг. 1) осуществляется от бытовой электросети переменного тока напряжением 220 B через терморегулятор 12 (фиг. 4), входящий в комплект одежды. Этот терморегулятор соединен с электросхемой одежды через разъем 13, вилка которого вшита в нижнюю кромку одежды, и с датчиком температуры 4. При определенном для данной одежды пороговом значении температуры tд элемента 1 терморегулятор 12 выключает цепь питания нагревателей. По двум проводам (штыри А и В) осуществляется соединение с датчиком температуры 4, а по двум другим проводам (штыри С и D) выполнена подводка электропитания к дополнительному разъему 14, части которого пришиты к нижней кромке одежды - жилета в районе спины и живота. От разъема 14 один из проводов (со штыря F) подключен непосредственно к каждой группе элементов 1, а второй - (со штыря Е) соединен с этими элементами через тепловой предохранитель 15 цепи питания, установленный на одном из элементов 1. Допустимое отклонение электрических сопротивлений электронагревателей теплозащитных элементов от номинала определяется по формуле:

Figure 00000004

где R0 - сопротивление электронагревателя теплозащитного элемента, на котором смонтирован датчик температуры;
tпл - температура плавления наполнителя формоустойчивого теплоаккумулирующего материала;
C1 - теплоемкость формоустойчивого теплоаккумулирующего материала при температуре ниже tпл;
C2 - теплоемкость формоустойчивого теплоаккумулирующего материала при температуре выше tпл;
r - теплота плавления наполнителя формоустойчивого теплоаккумулирующего материала, отнесенная к единице массы этого материала;
tн - температура теплозащитных элементов перед началом "зарядки" их теплом;
tд - пороговое значение температуры теплозащитного элемента, на котором смонтирован датчик температуры;
tпр - предельная температура, до которой может быть разогрет теплоаккумулирующий материал в данной конструкции одежды.Power supply for electric heaters 2 (Fig. 1) is carried out from a 220 V alternating current household power supply via a temperature regulator 12 (Fig. 4), which is included in the clothing set. This thermostat is connected to the electrical circuit of the clothes through a connector 13, the plug of which is sewn into the lower edge of the clothes, and with a temperature sensor 4. At a threshold temperature value t d of the element 1, the thermostat 12 turns off the heater power supply circuit. Two wires (pins A and B) are connected to temperature sensor 4, and two other wires (pins C and D) are supplied with power to an additional connector 14, parts of which are sewn to the lower edge of the clothing - vest in the back and abdomen. From connector 14, one of the wires (from pin F) is connected directly to each group of elements 1, and the second (from pin E) is connected to these elements through a thermal fuse 15 of the power circuit mounted on one of the elements 1. Permissible deviation of electrical resistances of electric heaters heat-protective elements from the nominal value is determined by the formula:
Figure 00000004

where R 0 is the resistance of the electric heater of the heat-protective element on which the temperature sensor is mounted;
t PL - the melting temperature of the filler form-stable heat-storage material;
C 1 - the heat capacity of the form-stable heat-storage material at a temperature below t PL ;
C 2 is the heat capacity of the form-stable heat-storage material at a temperature above t PL ;
r is the heat of fusion of the filler of the form-stable heat-storage material, referred to the unit mass of this material;
t n is the temperature of the heat-protective elements before starting to “charge” them with heat;
t d - the threshold value of the temperature of the heat-protective element on which the temperature sensor is mounted;
t ol - the maximum temperature to which the heat storage material in this garment design can be heated.

Допустимое отклонение массы пластин из формоустойчивого теплоаккумулирующего материала от номинальной массы определяется по формуле:

Figure 00000005

где m0 - масса пластины того элемента, на котором смонтирован датчик температуры;
tпл - температура плавления наполнителя формоустойчивого теплоаккумулирующего материала;
C1 - теплоемкость формоустойчивого теплоаккумулирующего материала при температуре ниже tпл;
C2 - теплоемкость формоустойчивого теплоаккумулирующего материала при температуре выше tпл;
r - теплота плавления наполнителя формоустойчивого теплоаккумулирующего материала, отнесенная к единице массы этого материала;
tн - температура теплозащитных элементов перед началом "зарядки" их теплом;
tд - пороговое значение температуры теплозащитного элемента, на котором смонтирован датчик температуры;
tпр - предельная температура, до которой может быть разогрет теплоаккумулирующий материал в одежде данной конструкции
Работа теплозащитной одежды осуществляется следующим образом: непосредственно перед надеванием одежды (жилета) производится "зарядка" элементов 1 теплом. Для этого на жилете обеспечивается соединение схемы питания с помощью разъема 14. К жилету подключается терморегулятор 12 через разъем 13, а затем вилка электропитания терморегулятора включается в электросеть.The permissible deviation of the mass of the plates from the form-resistant heat-accumulating material from the nominal mass is determined by the formula:
Figure 00000005

where m 0 is the mass of the plate of the element on which the temperature sensor is mounted;
t PL - the melting temperature of the filler form-stable heat-storage material;
C 1 is the heat capacity of the form-stable heat-storage material at a temperature below tmelt;
C 2 is the heat capacity of the form-stable heat-storage material at a temperature above t PL ;
r is the heat of fusion of the filler of the form-stable heat-storage material, referred to the unit mass of this material;
t n is the temperature of the heat-protective elements before starting to “charge” them with heat;
t d - the threshold value of the temperature of the heat-protective element on which the temperature sensor is mounted;
t ol - the maximum temperature to which the heat storage material in clothes of this design can be heated
The work of heat-protective clothing is carried out as follows: immediately before putting on the clothes (vest), the elements are “charged” with heat. To do this, the power circuit is connected to the vest using the connector 14. The thermostat 12 is connected to the vest through the connector 13, and then the power plug of the thermostat is connected to the mains.

Для получения более высоких эксплуатационных характеристик одежды необходимо производить "зарядку" теплом за 15-20 минут. Это приводит к большим удельным тепловым потокам от нагревателя к теплоаккумулирующему материалу, что налагает жесткие ограничения на колебания величины мощности отдельных электронагревателей в конкретном экземпляре одежды и на колебания массы теплоаккумулирующего материала в элементах одного обогревающего изделия. Если отклонения этих величин выходят за допустимые пределы, то возможен перегрев или недогрев отдельных элементов одежды. Мощность электронагревателя соединения определяется его электрическим сопротивлением. To obtain higher performance characteristics of clothing, it is necessary to “charge” with heat in 15-20 minutes. This leads to large specific heat fluxes from the heater to the heat storage material, which imposes severe restrictions on the fluctuations in the power value of individual electric heaters in a particular instance of clothing and on the fluctuations in the mass of the heat storage material in the elements of one heating product. If the deviations of these values are outside the permissible limits, then overheating or underheating of individual elements of clothing is possible. The power of the connection electric heater is determined by its electrical resistance.

Если температура элементов 1 ниже температуры tд выключения электронагревателей 2, терморегулятор 12 начинает подавать питание на электронагреватели 2 элементов 1. В связи с этим начинается повышение температуры этих теплозащитных элементов, и наступает первый этап аккумулирования тепла в них за счет теплоемкости формоустойчивого теплоаккумулирующего материала. При этом слои 8 и 11 утеплителя выполняют роль теплоизоляторов, уменьшая потери тепла в окружающую среду. Когда температура формоустойчивого теплоаккумулирующего материала, из которого выполнены элементы 1, достигает температуры плавления наполнителя этого материала, начинается основной этап накопления тепла в этих элементах. После окончания плавления наполнителя продолжается рост температуры элемента 1 и идет третий этап аккумулирования тепла (снова за счет теплоемкости материала, из которого изготовлены эти элементы). При достижении температуры tд терморегулятор 12 по сигналу датчика температуры 4 выключает питание электросхемы одежды и снова ее включает после остывания элемента 1 на 1-2 град.С (этот диапазон регулирования обеспечивается технологическими параметрами терморегулятора 12). Благодаря этому процессу одежда поддерживается в заряженном теплом состоянии в течение всего времени, пока она подключена к электросети.If the temperature of the elements 1 is lower than the temperature t d for turning off the electric heaters 2, the thermostat 12 begins to supply power to the electric heaters 2 of the elements 1. In this connection, the temperature of these heat-shielding elements begins to increase, and the first stage of heat storage in them occurs due to the heat capacity of the form-resistant heat-accumulating material. In this case, the layers 8 and 11 of the insulation act as heat insulators, reducing heat loss to the environment. When the temperature of the form-stable heat-accumulating material from which the elements 1 are made reaches the melting temperature of the filler of this material, the main stage of heat storage in these elements begins. After the melting of the filler is completed, the temperature of element 1 continues to increase and the third stage of heat storage proceeds (again due to the heat capacity of the material from which these elements are made). When the temperature t d is reached, the temperature controller 12, by the signal of the temperature sensor 4, turns off the power supply of the clothing circuitry and turns it on again after cooling element 1 by 1–2 degrees C (this regulation range is provided by the technological parameters of the temperature controller 12). Thanks to this process, clothing is kept in a charged, warm state for the entire time that it is connected to the mains.

При выходе из строя терморегулятора 12, датчика температуры 4 или других неисправностях может начаться неуправляемый разогрев теплоаккумулирующих элементов. На этот случай предусмотрен аварийный тепловой предохранитель 15, который при достижении на поверхности элемента 1 температуры 75-85 град. С разомкнет цепь питания нагревателей
2. Возможность функционирования электросхемы одежды только при замкнутом разъеме 14 исключает проведение "зарядки" теплом на жилете, одетом на человеке, что дополнительно предохраняет от опасности поражения электротоком. Перед одеванием одежды отключается питание размыканием разъема 13, размыкается разъем 14. Поверх жилета одевается теплая зимняя одежда.If the temperature controller 12, temperature sensor 4, or other malfunctions fail, uncontrolled heating of the heat storage elements can begin. In this case, an emergency thermal fuse 15 is provided, which when the temperature of the element 1 reaches 75-85 degrees. C open heater power circuit
2. The possibility of functioning of the electrical circuitry of clothes only with the closed connector 14 excludes carrying out “charging” with heat on a vest dressed in a person, which additionally protects against the danger of electric shock. Before putting on clothes, the power is turned off by opening connector 13, connector 14 is opened. Warm winter clothes are put on top of the vest.

Работа жилета при обогревании человека осуществляется следующим образом. Элементы 1 разогреты до температуры tд, поэтому они выделяют тепло в окружающее пространство (слои утеплителей 8 имеют более низкую температуру). В процессе остывания элементов 1 сначала используется тепло, аккумулированное в них за счет теплоемкости, затем тепло фазового превращения наполнителя (переход жидкости в твердое тело), затем тепло, аккумулированное снова за счет теплоемкости. Расходование аккумулированного тепла происходит экономно благодаря хорошей теплоизоляции элементов 1 от окружающей среды с помощью слоев 8 утеплителя и за счет теплой одежды, одетой поверх жилета. После остывания элементов 1 до температуры поверхности тела человека обогревание одеждой прекращается и может быть возобновлено после повторной "зарядки" теплом.The work of a vest when heating a person is as follows. Elements 1 are heated to a temperature of t d , therefore, they emit heat into the surrounding space (layers of insulation 8 have a lower temperature). In the process of cooling the elements 1, first the heat accumulated in them due to the heat capacity is used, then the heat of the phase transformation of the filler (the transition of the liquid into a solid), then the heat accumulated again due to the heat capacity. The consumption of accumulated heat occurs economically due to the good thermal insulation of the elements 1 from the environment with the help of layers 8 of the insulation and due to the warm clothes dressed over the vest. After the cooling of elements 1 to the temperature of the surface of the human body, the heating of clothes stops and can be resumed after repeated "charging" with heat.

Claims (2)

1. Теплозащитный элемент, содержащий пластину из формоустойчивого теплоаккумулирующего материала и электронагреватель, установленный внутри этого материала с возможностью подсоединения к источнику электропитания, отличающийся тем, что температура плавления наполнителя tпл формоустойчивого теплоаккумулирующего материала находится в пределах 37≅tпл<53град.С и 56<tпл≅65 град.С.1. A heat-protective element containing a plate made of a form-resistant heat-storage material and an electric heater installed inside this material with the possibility of connecting to a power source, characterized in that the melting temperature of the filler t pl of the form-resistant heat-storage material is within 37≅t pl <53 deg. C and 56 <t pl ≅65 degrees C. 2. Теплозащитная одежда, содержащая набор установленных в ней теплозащитных элементов, на одном из которых смонтирован датчик температуры, выдающий информацию на систему управления процессом "зарядки" элементов теплом, отличающаяся тем, что каждый теплозащитный элемент выполнен согласно п.1, а допустимое отклонение электрических сопротивлений электронагревателей теплозащитных элементов от номинала определяется по формуле
Figure 00000006

где Rо - сопротивление электронагревателя теплозащитного элемента, на котором смонтирован датчик температуры;
tпл - температуры плавления наполнителя формоустойчивого теплоаккумулирующего материала;
С1 - теплоемкость формоустойчивого теплоаккумулирующего материала при температуре ниже tпл;
C2 - теплоемкость формоустойчивого теплоаккумулирующего материала при температуре выше tпл;
r - теплота плавления наполнителя формоустойчивого теплоаккумулирующего материала, отнесенная к единице массы этого материала;
tн - температура теплозащитных элементов перед началом "зарядки" их теплом;
tд - пороговое значение температуры теплозащитного элемента, на котором смонтирован датчик температуры;
tпр - предельная температура, до которой может быть разогрет теплоаккумулирующий материал в данной конструкции одежды,
а допустимое отклонение массы пластин из формоустойчивого теплоаккумулирующего материала от номинальной массы определяется по формуле
Figure 00000007

где mо - масса пластины того элемента, на котором смонтирован датчик температуры;
tпл - температура плавления наполнителя формоустойчивого теплоаккумулирующего материала;
C1 - теплоемкость формоустойчивого теплоаккумулирующего материала при температуре ниже tпл;
C2 - теплоемкость формоустойчивого теплоаккумулирующего материала при температуре выше tпл;
r - теплота плавления наполнителя формоустойчивого теплоаккумулирующего материала, отнесенная к единице массы этого материала;
tн - температура теплозащитных элементов перед началом "зарядки" их теплом;
tд - пороговое значение температуры теплозащитного элемента, на котором смонтирован датчик температуры;
tпр - предельная температура, до которой может быть разогрет теплоаккумулирующий материал в одежде данной конструкции.2. Heat-insulating clothing containing a set of heat-insulating elements installed in it, on one of which a temperature sensor is mounted that provides information to the control system for the process of "charging" elements with heat, characterized in that each heat-insulating element is made according to claim 1, and the permissible deviation is electric the resistance of electric heaters of heat-protective elements from the nominal value is determined by the formula
Figure 00000006

where R o is the resistance of the electric heater of the heat-protective element on which the temperature sensor is mounted;
t PL - the melting temperature of the filler form-stable heat-storage material;
With 1 - the heat capacity of the form-stable heat-storage material at a temperature below t PL ;
C 2 is the heat capacity of the form-stable heat-storage material at a temperature above t PL ;
r is the heat of fusion of the filler of the form-stable heat-storage material, referred to the unit mass of this material;
t n is the temperature of the heat-protective elements before starting to “charge” them with heat;
t d - the threshold value of the temperature of the heat-protective element on which the temperature sensor is mounted;
t ol - the maximum temperature to which the heat storage material in this garment design can be heated,
and the permissible deviation of the mass of the plates from the form-resistant heat-storage material from the nominal mass is determined by the formula
Figure 00000007

where m o is the mass of the plate of the element on which the temperature sensor is mounted;
t PL - the melting temperature of the filler form-stable heat-storage material;
C 1 - the heat capacity of the form-stable heat-storage material at a temperature below t PL ;
C 2 is the heat capacity of the form-stable heat-storage material at a temperature above t PL ;
r is the heat of fusion of the filler of the form-stable heat-storage material, referred to the unit mass of this material;
t n is the temperature of the heat-protective elements before starting to “charge” them with heat;
t d - the threshold value of the temperature of the heat-protective element on which the temperature sensor is mounted;
t ol - the maximum temperature to which the heat storage material in clothes of this design can be heated.
RU2000117638/06A 2000-07-06 2000-07-06 Heat-shielding element and heat-shielding clothiny RU2172910C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000117638/06A RU2172910C1 (en) 2000-07-06 2000-07-06 Heat-shielding element and heat-shielding clothiny

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000117638/06A RU2172910C1 (en) 2000-07-06 2000-07-06 Heat-shielding element and heat-shielding clothiny

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2172910C1 true RU2172910C1 (en) 2001-08-27

Family

ID=48306927

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000117638/06A RU2172910C1 (en) 2000-07-06 2000-07-06 Heat-shielding element and heat-shielding clothiny

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2172910C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4817704A (en) * 1986-06-17 1989-04-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Latent heat storage apparatus
SU1706543A1 (en) * 1989-08-09 1992-01-23 Bobylev Yurij O Cold-protective overalls
RU2088857C1 (en) * 1993-07-16 1997-08-27 Владимир Викторович Булычев Heat-accumulating element and heat accumulator on base of this element
WO1998053264A1 (en) * 1997-05-21 1998-11-26 Schümann Sasol Gmbh & Co. Kg Latent heat body
RU2132031C1 (en) * 1997-09-15 1999-06-20 Закрытое акционерное общество "Техэнергоресурсы" Heat-shielding element, its manufacturing process, and heat-shielding clothing
WO1999051928A1 (en) * 1998-04-02 1999-10-14 Schümann Sasol Gmbh & Co. Kg Latent heat storage body
WO2000011424A1 (en) * 1998-08-20 2000-03-02 SCHÜMANN SASOL GmbH Latent heat body with pore structure and method for the production thereof

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4817704A (en) * 1986-06-17 1989-04-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Latent heat storage apparatus
US4953628A (en) * 1986-06-17 1990-09-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Latent heat storage apparatus
SU1706543A1 (en) * 1989-08-09 1992-01-23 Bobylev Yurij O Cold-protective overalls
RU2088857C1 (en) * 1993-07-16 1997-08-27 Владимир Викторович Булычев Heat-accumulating element and heat accumulator on base of this element
WO1998053264A1 (en) * 1997-05-21 1998-11-26 Schümann Sasol Gmbh & Co. Kg Latent heat body
RU2132031C1 (en) * 1997-09-15 1999-06-20 Закрытое акционерное общество "Техэнергоресурсы" Heat-shielding element, its manufacturing process, and heat-shielding clothing
WO1999051928A1 (en) * 1998-04-02 1999-10-14 Schümann Sasol Gmbh & Co. Kg Latent heat storage body
WO2000011424A1 (en) * 1998-08-20 2000-03-02 SCHÜMANN SASOL GmbH Latent heat body with pore structure and method for the production thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7560664B2 (en) Thermal garments
CN101641027A (en) Inductively heated clothing
US20060213895A1 (en) Heater jacket
WO2007117159A1 (en) Energy-efficient bed warmers
RU2172910C1 (en) Heat-shielding element and heat-shielding clothiny
EP3420129A1 (en) A steam iron with thermal bridge arrangement
RU152780U1 (en) HEATING GLOVES
CN109315854A (en) A multifunctional combined wearing automatic temperature control heating and warm clothing system
CN105973051A (en) Safe long-acting temperature control device
CN203121054U (en) Electric heating clothes
RU2132031C1 (en) Heat-shielding element, its manufacturing process, and heat-shielding clothing
RU140018U1 (en) DEVICE FOR HEATING BATTERIES
CN201805979U (en) Heating Gloves
GB2436801A (en) Electrically heated hot water bottle and docking station
CN208446662U (en) A kind of keep warm clothes
CN202843010U (en) Warm-keeping mattress with temperature difference generating set
CN1089773A (en) Electrothermal energy-storage homothermal dress
CN206238527U (en) A kind of temp auto-controlled electric heating clothes
CN208031364U (en) A kind of intelligent hand warming device
KR200402436Y1 (en) Portable charge heating pad
JPS6242640B2 (en)
RU9123U1 (en) CLOTHING WITH ELECTRIC HEATING FABRIC
KR200345169Y1 (en) vest having a cooling function and heating function
JPS63131949A (en) Storage type liquid heater
CN104921863A (en) Energy storage and heat supply type electric heating cord based on phase-change materials

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110707