Способ тепловой защиты человека

)5 А 62 В 17/О ОМИТЕТОТ.КРЫТИЯМ ОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 8 У(71) Центральный штаб военизированныхгорноспасательных частей Донбасса(54) СПОСОБ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ ЧЕЛО 2 (57).Изобретение относится к горной промышленности, в частности к средствам тепловой защиты горноспасателей. Цель изобретения- повышение эффективности и надежности тепловой защиты человека при выполнении тяжелой работы в условиях высокой температуры и влажности воздуха, С нэгнетателем 1 воздуха последовательно соединены низкотемпературный охлади- тель 2 с подводами 3 и 4 низкотемпературного хладагента, влагоотделитель 5. (например, инерционного.типа), трубопровод 6 с отводами 7 и избыточным клапаном 8, соединительный шланг 9, соединяющий трубопровод 6 с теплозащитной одеждой. Оболочка 10 теплозащитной одежды объе- Я диняет последовательно соединенные каналы 11; предназначенные для циркуляции по ним хлэдоносителя - охлажденного и осу- .1736519 шенного воздуха, Каналы 11 оболочки 10, имеют отверстия 12 в местах, примыкающих к частям поверхности тела человека с наиболее интенсивным потовыделением. С помощью нагнетателя 1 подают воздух в низкотемпературный охладитель 2, заполняемый, например, твердой углекислотой или криогенными жидкостями. В охладителе 2 охлаждают воздух до температуры ниже тройной точки воды, При этом конденсируется влага не только на низкоИзобретение относится к горной промышленности, в частности к средствам тепловой защиты горноспасателей привыполнении работ в условиях высокой температуры и влажности воздуха.Известны способы и устройства тепловой защиты организма человека, заключающиеся в подаче хладоносителя по трубкам иотводе после теплообмена нагретого хладоносителя, .Однако при выполнении тяжелой работы в шахтах в условиях высокой температу. ры и влажности окружающего воздуха этиспособы и средства недостаточно эффективны, так как не обеспечивают необходимый теплоотвод от организма человека -свыше 500 ккал/ч,Известны средства, основанные на избирательной подаче в подкостюмное проСтранство охлажденного воздуха.Однако указанные средства не обеспечивают необходимый теплоотвод от организма человека в шахтах, в условияхвысокой температуры и влажности воздуха,, так как подаваемый хладоноситель не обладает необходимой хладоемкостью.Известен газотеплозащитный скафандр, в котором применена система подачи в подкостюмное пространствоохлажденного воздуха и отсасывания нагретого воздуха., Данный скафандр характеризуется низкой эффективностью и недостаточной надежностью теплозащиты, а такжесложностью конструкции устройства.Наиболее близким к предлагаемому является способ теплозащиты, согласно кото,рому воздух перед подачей в подкостюмноепространство предварительно осушают всиликагелевом осушителе и охлаждают в радиаторе с твердой углекислотой.Недостаток известного способа - низкая его эффективность вследствие маломощного силикагелевого осушителя и температурных поверхностях, но и на расстоянии от них, Охлажденный воздух с остаточным влагосодержанием до 2 г/кг направляют во влагоотделитель 5, например, инерционного типа. Охлажденный и осушенный воздух направляют по трубопроводу 6, отводам 7 и шлангу 9 в каналы 11 оболочки 10, откуда по отверстиям 12 подают к местам поверхности тела человека наиболее интенсивного потовыделения. 4 ил. неопределенности параметров воздухахладоносителя при охлаждении его твердойуглекислотой.Цель изобретения - повышение эффек 5 тивности и надежности тепловой защитыорганизма человека при выполнении тяжелой работы в условиях высокой температуры и влажности воздуха.Цель достигается тем, что согласно спо 10 собу охлаждение воздуха ведут на низкотемпературном охладителе до температурыниже тройной точки воды, осушку проводятконденсированием и отделением влаги доабсолютного влагосодержания 2 г/кг, после15 чего нагревают воздух до максимальногограничного значения комфортной температуры 30 С и подают его в подкостюмноепространство непосредственно к поверхности тела человека в местах наиболее интен 20 сивного потовыделения,На фиг, 1 показано устройство для осуществления предлагаемого способа; на фиг.2 - места наибольшего потовыделения человека; на фиг. 3 - график изменения влагосо 25 держания воздуха б от температуры с; нафиг, 4- графики, характеризующие комфортный состав воздуха.Устройство включает последовательносоединенные нагнетатель 1, низкотемпера 30 турный охладитель 2 с подводами 3 и 4 низкотемператур ного хладагента,влагоотделитель 5 (например, инерционного тела), трубопровод 6 с отводами 7 и избыточным клапаном 8, соединительный шланг35 9, соединяющий трубопровод 6 с теплоэащитной одеждой. Теплозащитная одеждавключает оболочку 10, объединяющую. последовательно соединенные каналы 11,предназначенные для циркуляции по ним40 хладоносителя - охлажденного и осушенного воздуха, Каналы 11 оболочки 10 имеютотверстия 12 в местах, примыкающих к частям 13 поверхности тела человека с наиболее интенсивным потовыделением фиг. 2),При осуществлении способа включают в работу нагнетатель 1, с помощью которого воздух подают в низкотемпературный воздухоохладитель 2 (содержащий, например, твердую углекислоту или криогенные жидкости, .подаваемые по отводам 3, 4). При прохождении воздуха через низкотемпературный охладитель снижается его температура и конденсируется влага. Причем влага конденсируется не только на низкотемпературных поверхностях, но и на расстоянии от них. Расход подаваемого воздуха регулируют с расчетом, чтобы на выходе из воздухоохладителя 2 температура его была ниже температуры в тройной точке воды (ниже 0 С) и остаточное влагосодержание его после отделения сконденсировавшейся влаги составляло до 2 г/кг (фиг. 3), Отделение сконденсировавшейся в потоке воздуха влаги и находящейся в твердом состоянии производят за счет инерционных сил во влагоотделителе 5,Охлажденный и осушенный воздух по трубопроводу 6 и через отводы 7 и соединительные шланги 9 подают в каналы 11 обо. лочки 10 теплозащитной одежды. За счет движения охлажденного воздуха по каналам 11 оболочки 10 осуществляют теплоэащиту от внешних источников тепла, При этом воздух нагревается и при нагреве его до максимального граничного значения комфортной температуры 30 С(фиг, 4) относительная влажность его снижается ниже 10 ,. Струи 14 воздуха с низкой относительной влажностью по отверстиям 12 направляют к местам поверхности тела человека наиболее интенсивного потовыделения. За счет испарения . влаги пота осуществляют теплоотвод от внутренних источников тепловыделения организма человека,Таким образом, повышается эффективность тепловой защиты организма человека при тяжелых работах в сложных климатических условиях.Количество тепла (см. таблицу), отводимое за счет теплообмена охлажденным воздухом при движении его по каналам 11 оболочки 10 составляет с 1 .ОвУвСр9где ц 1 - количество тепла, ккал/ч;08 - расход воздуха, м /ч;3ув - удельный вес воздуха, кг/м;з,Ср - теплоемкость воздуха,5 ккал/кг.град;Ь 1- разность температур воздуха до ипосле нагревания его в каналах оболочки;д- КПД устройства, объемные доли.Количество тепла, отводимое от орга 10 ниэма человека за счет теплообмена прииспарении влаги пота, равноЦ 2 Ь 1 п 1ОЬ )ЪЬ 1 Ь я 1ЦГдЕ Ь 1 л 1 - тЕПЛОта ИСПарЕНИя ВОДЫ, ККаЛ/КГ;15Ь дь- изменение влагосодержаниявоздуха при изменении его температуры наЛт, кг/кг,Принимаем, что температура воздухаповышается в воздухопроводе после охлаждения сдоСи в каналахоболочки с до 30 С, т.е.6=30+5) =35 С,При этом фактическое (или возможное)влагосодержание воздуха изменяется от 22 г/кг при т = -10 С до 26 г/кг при т - 30 С, аоотносительная влажность воздуха при 30 Ссоставляет 7,Формула изобретенияСпособ тепловой защиты человека, заключающийся в вентилировании подкостюмного пространства охлажденным нанизкотемпературном охладителе и осушенным воздухом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения эффективности и надежности тепловой защиты организма человека при выполнении тяжелой работы вусловиях высокой температуры и влажностивоздуха, охлаждение воздуха ведут до температуры ниже тройной точки воды, осушку40 проводят конденсированием и отделениемвлаги до абсолютного влагосодержания 2г/кг, после чего нагревают воздух до максимального граничного значения комфортнойтемпературы 30 С и подают в подкостюмное пространство непосредственно к поверхности тела человека в местах наиболееинтенсивного потовыделения.