劉　偉青海大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，青海西寧　　810016

太陽能環(huán)保式多功能空調(diào)帽的設(shè)計思路

劉偉
青海大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，青海西寧810016

摘要高溫環(huán)境下，人的各項生理機(jī)能會受到一定程度上的影響，長時間在這樣的環(huán)境下，一定不利于人體的健康發(fā)展。但是從外界環(huán)境方面來治理如此該問題顯然相當(dāng)困難，所以，本文通過對該問題的提出與假設(shè)，研究出一個使人們在炎熱的室外環(huán)境下保持涼爽的裝置的思路。

關(guān)鍵詞高溫環(huán)境；太陽能；環(huán)保；空調(diào)帽

1 研究背景

近幾年，每逢夏季，我國許多地區(qū)的氣溫普遍達(dá)到了35℃以上，有的甚至達(dá)到了40℃以上。如此高的氣溫勢必會影響人體熱平衡、水鹽代謝的穩(wěn)定，引起體溫不同程度上的升高、運動能力的下降，并且會導(dǎo)致消化系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)工作紊亂。[1-2]長時間在這樣的環(huán)境下，一定不利于人體的健康發(fā)展。

2 問題的提出與假設(shè)

從外界環(huán)境方面來治理該氣候問題顯然相當(dāng)困難，需克服種種技術(shù)方面的難題，而且需要時間的沉淀。在室內(nèi)，人們可以打開空調(diào)或電風(fēng)扇使室內(nèi)溫度盡量降低，使人體感覺涼爽，但是當(dāng)人體暴露在在高陽直射的室外時，如何才能讓人涼快呢？

假設(shè)有一個可以具有空調(diào)功能的帽子，讓人既感到?jīng)鏊謹(jǐn)y帶簡便，那不就解決以上該問題了嗎？

3 產(chǎn)品的設(shè)計思路

1）“低碳環(huán)保”為當(dāng)今世界的主題，太陽能也已被人們廣泛利用，所以本產(chǎn)品的電源以超薄可彎曲折疊的太陽能電池板吸收太陽發(fā)出的光，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，由于該電流不穩(wěn)定，所以將電能輸送給若干小蓄電池，使電流穩(wěn)定后再供本產(chǎn)品正常工作。

2）本產(chǎn)品使人在炎熱的天氣下保持涼爽的原理是，使用一個霧化裝置，主要部件是若干微小超聲波產(chǎn)生器及一塊超輕霧化板，該裝置通電后可使液體轉(zhuǎn)化為氣體，再使產(chǎn)生的氣體環(huán)繞在人體的周圍，這樣一來，不僅可以使人周圍小環(huán)境降溫，同時在干燥的天氣還可以使人感覺到濕潤。

3）當(dāng)前手機(jī)、平板電腦等電子設(shè)備在我國的普及度極高，美國市場研究公司尼爾森發(fā)布的《2013移動消費者報告》顯示，中國的智能手機(jī)普及率已經(jīng)超越美國和英國。尤其是大學(xué)生，基本上人手一部，由于其功能多樣具有極強(qiáng)吸引力，造成大家對智能手機(jī)的依賴性過于強(qiáng)烈，然而現(xiàn)在智能手機(jī)往往都是大屏，經(jīng)常使用耗電極大，電池技術(shù)又沒有較大突破，待機(jī)時間是非常短的，如果外出會造成使用者許多麻煩。而現(xiàn)在市面上的移動電源裝置雖說可以解決這一問題，但移動電源本身過于笨重且體積較大，攜帶極為不便。倘若在帽子上設(shè)計一個為各種電子設(shè)備充電的USB接口，便恰好解決這一問題。

4）帽子上設(shè)計拉鏈，可將帽子打開。用細(xì)導(dǎo)線、小開關(guān)將各零部件連接好，形成完整的電路。將太陽能電池板主要放于帽子頂部，蓄電池放于帽子后部，USB接口與霧化裝置放于帽子前沿部位，這樣一來可解決帽子戴在頭部的平衡問題。一切安裝好后，將帽子拉鏈拉上。將小開關(guān)閉合后，產(chǎn)品便可工作。

該空調(diào)帽不僅可以使人在炎熱的夏季感覺涼爽、保持濕潤，還可以解決人們外出時電子設(shè)備突然沒電的情況及時為其充電，因此該帽子是多功能的；又因為該帽子的一切驅(qū)動來源于太陽能轉(zhuǎn)化的電能，而且不會產(chǎn)生任何污染環(huán)境的物質(zhì)，因此該帽子是環(huán)保的。所以本產(chǎn)品命名為“太陽能環(huán)保式多功能空調(diào)帽”。

4 產(chǎn)品實際中的一系列問題

太陽能電池板發(fā)電及儲存、超聲波加濕等技術(shù)已經(jīng)成熟，因此可通過創(chuàng)新性疊加重組，各項技術(shù)成果拼接組合來創(chuàng)造出環(huán)保式太陽能多功能空調(diào)帽，技術(shù)上是完全可行的。而在實際中，需要克服許多方面的難題。

1）太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率問題。由于太陽能電池板置于帽子內(nèi)部，因此電池板上的光線強(qiáng)度會因此削弱；而且一天中太陽東升西落，陽光與太陽能電池板的角度會隨時間變化，因此電池板上的光線強(qiáng)度也會隨時間變化。所以電池板部位的帽子材料一定要透光性好，并且電池板的安裝角度也盡量要在一天中氣溫最高時間段與陽光垂直。

2）超聲波對人體是否有一定影響還有待研究，如果沒有影響，產(chǎn)品固然可行；如果有影響，那如何解決？是否通過調(diào)整超聲波擊打方向使超聲波不會朝向人體就可以避免該影響，又是一個需要研究的問題。

3）帽子內(nèi)安裝一個發(fā)電裝置、用電裝置，一定程度上會產(chǎn)生熱能，相當(dāng)于在本來就炎熱的天氣下，在頭部又供暖。所以在與頭部接觸的帽子部位，應(yīng)使用絕熱材料；并且，帽子內(nèi)平白無故加入一些裝置，肯定會增

加帽子的重量，使人產(chǎn)生一些不適。因此，如何解決帽子重量問題又是一大難題。

4）產(chǎn)品制作成本相對較高。市面上一個質(zhì)量較好的帽子按不同類型大概在20元至50元范圍內(nèi)，而設(shè)計一個“太陽能環(huán)保式多功能空調(diào)帽”所需成本為300元左右，即使該產(chǎn)品實現(xiàn)工廠批量生產(chǎn)，成本也不會低于150元，市場價位就會更高，所以該帽子的社會普及率不會很樂觀。

5 結(jié)論

通過以上分析，“太陽能環(huán)保式多功能空調(diào)帽”能有效解決人們?nèi)粘Ｉ畹囊恍﹩栴}，但其不可忽視的一些技術(shù)問題、對人體產(chǎn)生的一些不利影響及投入市場的競爭因素也的確有待進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)

[1]劉云紅.高溫影響人體健康的生理機(jī)理及營養(yǎng)素的補充[J].遼寧師專學(xué)報，2006，6.

[2]周珍珍.高溫環(huán)境下機(jī)體生理機(jī)能變化及對運動的影響[J].內(nèi)肛科技，2011，3.

中圖分類號G2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼A

文章編號1674-6708（2015）140-0161-01