CN221179444U - 一种具有自控温控能的电加热服装 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有自控温控能的电加热服装，包括服装本体，所述服装本体最外侧设有防护层，所述防护层中部设有温控开关，所述防护层底部两侧设有口袋，所述防护层内壁上固定连接有非导电纱，所述非导电纱内部固定设有发热组件，所述发热组件的内壁上固定设有导电纱，所述导电纱内壁上固定连接亲肤层。本实用新型与现有的技术相比的优点在于：本实用新型可以解决没有针对躯干不同部位的热需求不同而进行发热导致能量浪费，供热时间短和无法像传统衣物进行清洗的问题。

Description

一种具有自控温控能的电加热服装

技术领域

本实用涉及电加热服装技术领域，具体涉及一种具有自控温控能的电加热服装。

背景技术

电加热服装是将柔性加热元件与储能元件通过导线集成在服装上，通过电能转化为热能实现保暖功能的积极产热服装。相比增加服装层数的消极保暖方式，此类功能性服装可以防止衣物过于厚重对低温作业人员的行动限制，同时其具有能量转化率高、轻便美观的优势，故受到广大消费者的亲睐。目前电加热服装的研发方式分为两种，一种将导电发热浆料涂覆在基布上制备柔性加热片，将其接入电路***后置入服装的口袋或夹层；另一种是先以导电发热纱线开发电加热功能纺织品，再缝制服装。直接使用成品加热片的方式具有生产便捷、成本低、元件以可拆卸便于清洁的优点，故市面上的电加热服装，几乎都是将电加热元件集成在躯干或四肢关节部位的服装夹层，小面积局部产热后再通过传导、对流和辐射升高整体衣内温度。经过众多研究发现：无论是加热元件的设计和集成方式，还是热源的位置分布与功率分配都缺乏医学生理学基础理论的支撑；局部加热的服装传热效率低、温度分布不均匀；且由于柔性加热片往往选择完全不透气不透湿的致密复合面料覆盖封装，在服装上集成后对服装的湿舒适性产生负面影响。

因此，以直接织造的方式研发的导电发热纺织品使加热单元与服装高度一体化，便于研发全身加热功能的电加热服装，避免热源传热效率低导致的人体局部显著温差现象；且使用透湿透气性好的纱线作为非导电纱与导电纱配合织造，在提高电加热服装发热均匀度的同时亦可改善服装的热湿舒适性。同时，服装的研发应该充分考虑到人体各部位的生理热舒适差异，参考医学生理学、生物传热学等基础理论，使热功率的分配满足人体各部位热舒适与热感觉的差异化需求。基于此，本发明以人的生理热舒适差异需求为出发点设计了一款温度分布均匀、功率分配合理的电加热马甲。

现有技术中的专利号为CN206238527U的专利公布了一种自控温电加热服装，包括服装本体，在服装本体内设有若干自控温电加热元器件和电源盒，每个自控温电加热元器件通过开关或接插件与电源盒相连接；闭合开关，自控温电加热元器件与电源盒接通，自控温电加热元器件开始工作发热。本自控温加热服装能够自动控制温度在设定的范围内，在温度到设定的范围内后则减少自动减少发热量，并且有隔热层防止热量大量散出，耗电少。

但是现有技术中的专利存在以下几种缺点：

(1)躯干上不同地方的热敏感度和热舒适需求不同，现有技术中的专利在使用时没有针对躯干不同地方的使用需求，在发热时容易产生能量浪费，容易使得供热持续时间不长，穿着体验下降；

(2)服装在穿着一段时间后极易沾染污渍，现有技术中的专利在使用时由于服装内部设有电极等电子元器件，在服装穿着一段时间后，无法像传统的衣物一样进行清洗。

实用新型内容

为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供了一种具有自控温控能的电加热服装，它能够解决没有针对躯干不同部位的热需求不同而进行发热导致能量浪费，供热时间短和无法像传统衣物进行清洗的问题。

为了实现上述目的，本实用的一种具有自控温控能的电加热服装，包括服装本体，所述服装本体最外侧设有防护层，所述防护层中部设有温控开关，所述防护层底部两侧设有口袋，所述防护层内壁上固定连接有非导电纱，所述非导电纱内部固定设有发热组件，所述发热组件的内壁上固定设有导电纱，所述导电纱内壁上固定连接亲肤层。

进一步，所述发热组件内部设有纳米反应层、导电层和石墨烯导热层，所述非导电纱内壁上固定连接有石墨烯导热层，所述石墨烯导热层内壁上粘接有纳米反应层，所述纳米反应层内壁上设有导电层。

进一步，所述温控开关包括防护壳、提示灯、控制板和按钮，所述防护壳固定连接于服装本体上，所述提示灯位于防护壳腔体内壁上，所述控制板固定连接于防护壳腔体底端，所述按钮卡接于防护壳顶端。

进一步，所述按钮上表面设有防滑圈。

进一步，所述提示灯设有三种不同的颜色，分别对应三种不同的档位。

进一步，所述亲肤层位天然纤维制成且其表面设有透气槽。

进一步，所述发热组件内部固定连接有传输线，所述传输线的另一端固定连接于温控开关中。

本实用新型与现有的技术相比的优点在于：

本实用新型基于电加热纺织品进行服装设计，重点关注服装的加热效率、功率分配合理性、工艺便捷性在三个方面，实现电加热服装的热防护性和热舒适性：

(1)服装的加热效率：根据前期实验证明电加热层越贴近皮肤加热效率越高，因此本发明设计较为合体、便于内穿的电加热保暖马甲，在纸样设计方面尽可能贴合人体躯干，提高服装的合体度；

(2)服装的功率分配：根据市面上电加热服装的重点加热区域，同时参考生理热舒适热感觉的基础研究结论，基于得到躯干部位的热敏感和热舒适需求排序分割服装板片，以面积大小区别功率大小。最后在某一温度条件下计算代谢得出总热补偿，根据各部位面积进行分配；

(3)服装制版与工艺：基于电加热纺织品织造加工的便捷性，加热区域的服装板片尽量避开曲线，同时考虑制作成本和能源节约，可将马甲初步划分为加热区域与非加热区域：加热区域包括冷热敏感度高的部位；由于手臂遮挡在衣身左右，因此侧片热量散失较低，故将相应部位设计为非加热区域，使用普通保暖织物与电加热织物进行拼接；同时考虑导线误触的安全性问题，因此将服装后中、前中进行分割，前中可缝合魔术贴或绱拉链，方便服装穿脱。

附图说明

图1是本实用新型一种具有自控温控能的电加热服装立体图图一。

图2是本实用新型一种具有自控温控能的电加热服装剖视立体图图二。

图3是本实用新型一种具有自控温控能的电加热服装温控开关立体图图三。

图4是本实用新型一种具有自控温控能的电加热服装内部结构图图四。

图5是本实用新型一种具有自控温控能的电加热服装发热组件内部结构图图五。

图6是本实用新型一种具有自控温控能的电加热服装制版图图六。

如图所示：1、服装本体；2、防护层；3、温控开关；4、口袋；5、非导电纱；6、发热组件；7、导电纱；8、亲肤层；9、防滑圈；10、传输线；301、防护壳；302、提示灯；303、控制板；304、按钮；601、纳米反应层；602、导电层；603、石墨烯导热层。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本实用新型的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。

需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1至图6所示，一种具有自控温控能的电加热服装，包括服装本体1，所述服装本体1最外侧设有防护层2，对内部的发热组件6等进行防护，所述防护层2中部设有温控开关3，控制发热组件6，所述防护层2底部两侧设有口袋4，在日常使用过程中更为方便，所述防护层2内壁上固定连接有非导电纱5，所述非导电纱5内部固定设有发热组件6，所述发热组件6的内壁上固定设有导电纱7，使用透湿透气性好的纱线作为非导电纱5与导电纱7配合织造，在提高电加热服装发热均匀度的同时亦可改善服装的热湿舒适性，所述导电纱7内壁上固定连接亲肤层8，所述亲肤层8位天然纤维制成且其表面设有透气槽，使得服装穿着起来更为舒适。

如图3所示，所述温控开关3包括防护壳301、提示灯302、控制板303和按钮304，所述防护壳301固定连接于服装本体1上，所述提示灯302位于防护壳301腔体内壁上，通过提示灯302显示为不同的颜色对应不同的档位，可以为用户提供显著的提示，所述控制板303固定连接于防护壳301腔体底端，所述按钮304卡接于防护壳301顶端，所述按钮304上表面设有防滑圈9，在使用时更为方便，所述提示灯302设有三种不同的颜色，分别对应三种不同的档位。

如图5所示，所述发热组件6内部设有纳米反应层601、导电层602和石墨烯导热层603，所述非导电纱5内壁上固定连接有石墨烯导热层603，使得发热效果更好，所述石墨烯导热层603内壁上粘接有纳米反应层601，使得发热效率提升，所述纳米反应层601内壁上设有导电层602，所述发热组件6内部固定连接有传输线10，所述传输线10的另一端固定连接于温控开关3中。

具体实施方式如下：

(1)款式设计

由于电加热层越贴近皮肤加热效率越高，因此本发明设计较为合体、便于内穿的电加热保暖马甲。

(2)板片分割

根据市面上电加热服装的重点加热区域，同时基于全身热敏感图与热感觉图的结论：躯干和颈部后部比前部更敏感，腹部比胸部更敏感；热感觉评分与热敏感一致。因此可将马甲初步划分为加热区域与非加热区域：加热区域包括冷热敏感度高的胸部、腹部、背部(含肩部)、腰部四个部位，可根据功率分配进行对应的织物织造。由于手臂遮挡在衣身左右，因此侧片热量散失较低，故将服装左右设计为非加热区域，可使用普通保暖织物与电加热织物进行拼接。

(3)功率分配

需要提前了解穿着者的使用环境和状态。以环境温度10℃、人体静坐状态为例，电加热服装输入电压为10V(符合安全要求)。

①计算该环境下人的代谢：

根据服装工效学理论，人体在某环境下穿着电加热服并感到舒适时，干热散热量、平均皮肤温度、环境温度等近似满足公式：

式中：Rc l为服装的总热阻，℃·m2/W；

Ra为边界层空气的热阻，℃·m2/W；

ts为平均皮肤温度，℃；

ta为环境温度，℃；

Hd为通过服装的干热传热量，W/m2；

g补为电加热功率，W/m2；

当穿着普通服装并保持舒适状态时，人体平均皮肤温度ts基本稳定在33℃左右，得到通过服装的干热散热量Hd可由式(4-2)计算：

环境温度ta＝21℃，相对湿度50％左右，风速小于0.1m/s条件下，当人静坐状态时新陈代谢产热量为58.18W/m2。人体坐位感觉舒适，所穿服装约为1克罗。此时服装与边界层空气的总热阻R总

＝0.275℃·m2/W。通过服装的导热量约为g1＝43.612W/m2。当环境温度ta降低时，在不增加服装的情况下，为保持人体的热舒适，需要通过电加热服给人体补充的热量见式：

g补＝Hd-g1＝76.388-3.64·ta。

②计算总补偿功率：根据①计算出单位面积功率g补为40W/m2，马甲加热面积总和As为0.25m2，因此根据Q＝g补·As可计算出发热区域功率为8.17W。根据制版图测量计算出电加热服装总面积约为1m2，因此所需功率为加热区域的4倍，为32.68W。

③计算并调整分区电阻：根据P＝U2/R，可计算出各个区域的电阻。当电压U为10V时，发热区域热功率不足以满足服装所需热补偿，根据P＝U2/R，为了使得P1＝4P，可令U1＝2U，或R1＝1/4R，考虑到人体安全电压，因此仍将电压U定为10V，假设电热功率完全转化，根据P＝U2/R，可计算出各个区域的电阻R，再将其降为R1(1/4R)。各个区域分配的电功率和电阻值见表2。由此也可得出各区域的功率分配。

表1电加热马甲分区功率和电阻、最大电流值(只计算一侧)

(4)服装制作：前后片衣身使用织造的电加热纺织品，侧片、肩部和后中使用普通保暖织物拼接，按照普通流程缝纫加工即可。

以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种具有自控温控能的电加热服装，包括服装本体(1)，其特征在于：所述服装本体(1)最外侧设有防护层(2)，所述防护层(2)中部设有温控开关(3)，所述防护层(2)底部两侧设有口袋(4)，所述防护层(2)内壁上固定连接有非导电纱(5)，所述非导电纱(5)内部固定设有发热组件(6)，所述发热组件(6)的内壁上固定设有导电纱(7)，所述导电纱(7)内壁上固定连接亲肤层(8)。

2.根据权利要求1所述的一种具有自控温控能的电加热服装，其特征在于：所述发热组件(6)内部设有纳米反应层(601)、导电层(602)和石墨烯导热层(603)，所述非导电纱(5)内壁上固定连接有石墨烯导热层(603)，所述石墨烯导热层(603)内壁上粘接有纳米反应层(601)，所述纳米反应层(601)内壁上设有导电层(602)。

3.根据权利要求1所述的一种具有自控温控能的电加热服装，其特征在于：所述温控开关(3)包括防护壳(301)、提示灯(302)、控制板(303)和按钮(304)，所述防护壳(301)固定连接于服装本体(1)上，所述提示灯(302)位于防护壳(301)腔体内壁上，所述控制板(303)固定连接于防护壳(301)腔体底端，所述按钮(304)卡接于防护壳(301)顶端。

4.根据权利要求3所述的一种具有自控温控能的电加热服装，其特征在于：所述按钮(304)上表面设有防滑圈(9)。

5.根据权利要求3所述的一种具有自控温控能的电加热服装，其特征在于：所述提示灯(302)设有三种不同的颜色，分别对应三种不同的档位。

6.根据权利要求1所述的一种具有自控温控能的电加热服装，其特征在于：所述亲肤层(8)位天然纤维制成且其表面设有透气槽。

7.根据权利要求1所述的一种具有自控温控能的电加热服装，其特征在于：所述发热组件(6)内部固定连接有传输线(10)，所述传输线(10)的另一端固定连接于温控开关(3)中。