刖言隨著科技的發展，人們在能源、動力、軍事、航空航天等領域中，對環境溫度提出了更高的要求。高溫是不少人-機系統不可避免的環境因素，它會引起人缺氧和抗荷耐力降低、注意力分散、記憶力減弱、反應靈活性下降等一系列生理、心理變化。

　　這些都嚴重影響著工作人員的工作情緒和身體健康，對工作質量與效率也產生很大的影響。在直升機、裝甲車、賽車等不能或不便安裝空調系統的運載工具中，乘員在夏季高溫環境下的降溫冷卻已經此外，隨著人們對生活品質的不斷追求，微型制冷系統在民用方面也有著廣闊的開發前景，可用于戶外的行人和烈日下的交警等。所以，微型制冷系統個比較廣泛的應用場合即是特殊環境下的個人冷卻。

　　當前，個人冷卻多采用被動式冷卻方式，如使用含有冰或其它相變材料的背心，它的效率和適用性差，直很難被推廣。微型制冷系統用于個人冷卻的制冷方法有多種，主要包括蒸氣壓縮式、吸收式、吸附式、半導體制冷等，蒸氣壓縮式制冷因為制冷量大、效率高、結構緊湊、工作可靠等優點是基金項目：中航工業創新基金楊宇飛(1978)副教授，北航;個體冷卻系統最佳的制冷方式，其關鍵是核心部件，如微型壓縮機、蒸發器和冷凝器的成熟和實用化。表明，微型制冷壓縮機已研制成功，為高性能個體冷卻系統的研制奠定了基礎。

　　由美國ASPEN公司研制開發的微型制冷壓縮機如所示微型制冷壓縮機外觀圖國內，北京航空航天大學較早開展了個體冷卻系統研究，主要采用冰蓄冷和液冷服裝結合的方法;北京工業大學近年來開展了微型蒸汽壓縮制冷裝置的研制，獨立開發了微型制冷壓縮機，并研制了微型制冷機樣機，但由于壓縮機性能所限，未能獲得實際應用。

　　(a)。個體冷卻用微型蒸汽壓縮制冷機原理微型蒸汽壓縮制冷機研制基于已成熟的微型壓縮機技術，本文開發了應用于個體冷卻系統的微型蒸汽壓縮式制冷裝置。

　　1.1制冷裝置描述微型蒸汽壓縮式制冷裝置的工作原理如(a)所示，外觀如(b)所示。

　　(b)。個體冷卻用微型蒸汽壓縮制冷機外觀圖該微型制冷機主要部件包括：微型轉子式制冷壓縮機，微通道平行流冷凝器，干燥過濾器，電子膨脹閥，微通道板翅式蒸發器。其中微通道板翅式水冷蒸發器為自行研制1.2.微型轉子式制冷壓縮機該壓縮機是直流變頻調速轉子式微型壓縮機，由24V直流電驅動，因此可以方便使用高能電池驅動，從而適于便攜使用。壓縮機由無刷電機驅動，通過微電子驅動板控制轉速，驅動板獲得05V電壓信號后可以將壓縮機轉速控制在1800rpmto6500rpm之間。表1列出了壓縮機的性能參數。

　　表1.Aspen微型壓縮機性能參數型號運行電流排量最大電流制冷劑工作溫度潤滑油蒸發溫度轉速范圍冷凝溫度標稱電壓外觀尺寸電壓范圍重量1.3.微通道板翅式蒸發器為了便攜的需要，應盡量降低微型制冷裝置的重量，為此，本文設計并研制了一種新型的"微通道板翅式"水冷蒸發器，如所示該蒸發器由不銹鋼換熱片組成，每個換熱片厚0.7mm，上面刻有0.35mm深、0.35mm寬的微槽道，所有的換熱片疊在一起組成了微通道的板翅式蒸發器。此微型板翅式蒸發器的外觀尺寸為48.3x21.1x27.3mm，重量約200g.。微通道板翅式蒸發器微型制冷裝置性能試驗臺1.4.微通道平行流冷凝器本文研制的微型制冷裝置所采用的微通道平行流冷凝器如所示微通道平行流冷凝器該微通道平行流冷凝器全部為鋁合金材料，由微通道扁管、翅片、端頭組成。從微型制冷機整體結構考慮，該冷凝器設計為U型結構。與管翅式和管帶式冷凝器相比，平行流冷凝器體積更小、重量更輕，因而更適合用于微型便攜式制冷裝置。該冷凝器的外觀尺寸為172x114x83mm，由11層微通道扁管組成，每個扁管有7個微通道制冷劑流道。扁管間翅片高7.8mm.。

　　2個體冷卻系統性能測試與結果分析2.1制冷性能測試本文建立了專門的試驗臺用于檢測所研制的微型制冷裝置的制冷性能，如所示。

　　該試驗臺可以模擬產生溫度、流量可調的水路和風路，通過測量流經蒸發器的冷水的流量和入出口溫差，即可測量本文所研制的微型制冷裝置的實際制冷量。

　　制冷量Qc計算：制冷裝置COP計算：本文研制的微型制冷裝置在環境溫度分別為45°C，和55°C，將蒸發器出口冷水溫度分別控制在7°C，12°C，19°C和24°C的條件下進行了制冷性能測試，測試結果如和所示。

　　蒸發器出口水溫對制冷量的影響蒸發器出口水溫對COP的影響由試驗結果可以發現，在環境溫度高達55°C、蒸發器冷水出口溫度為24°C時，本文研制的微型制冷裝置的制冷量仍然可達200W以上，COP可達1.2. 2.2著液冷背心的人體試驗初探本文除了研制出個體冷卻用微型制冷裝置，還研制了與之配套的水冷背心，由此組成了個體冷卻系統。本文還對身著水冷背心的志愿者進行了熱環境下的生理耐受試驗。作為試驗對象，志愿者身著由微型制冷裝置制冷的水冷背心，進入到高溫試驗箱里。通過主觀感受評價個體冷卻系統的性能。

　　試驗結果表明，若沒有個體冷卻系統的幫助，人體在55°C、25%相對濕度的環境下，可以耐受的時間基本為10分鐘;而當使用了本文研制的蒸汽壓縮制冷個體冷卻系統進行人體表面冷卻時，人體耐受時間可以提高到30分鐘。而在40°C、相對濕度60%和45°C、相對濕度30%的環境條件下，人體至少在80分鐘內可以有效工作，避免熱應激的出現。

　　由初步的人體試驗試驗可知，本文研制的個體冷卻系統，可以顯著延長人體在高溫環境下的熱耐受時間，為酷熱環境下人體降溫提供了很好的解決辦法。

　　3結論本文基于微型制冷壓縮機，研制了便攜的蒸汽壓縮制冷個體冷卻系統，該系統有微型制冷裝置和水冷背心組成。試驗表明，本文研制的微型制冷裝置運行可靠、性能優良，在環境溫度55C、蒸發器冷水出口溫度為24°C時，微型制冷裝置的制冷量可本文的研究成果，為蒸汽壓縮制冷的個體冷卻系統的實際應用奠定了基礎，同時也為開展高性能微型制冷裝置的研發提供了。