Áo “thần kỳ”
Chiếc áo kỳ diệu này có tên “Áo điều hòa nhiệt lạnh”, hoạt động theo cơ chế truyền dẫn và bức xạ nhiệt bằng dung dịch nước hoặc dung dịch siêu dẫn (gel) được bơm qua các mao dẫn tuần hoàn với hai pha nóng và lạnh.
Mục đích sáng chế sản phẩm này của anh là giúp các cán bộ y tế chống nóng khi mặc đồ bảo hộ trong phòng chống dịch Covid-19. Yêu cầu đặt ra là một chiếc áo mặc trong áo bảo hộ, gọn, nhẹ, an toàn, có thể điều hòa nhiệt độ giúp cơ thể người mặc luôn mát nhằm nâng cao hiệu suất làm việc.
Anh Tăng Hồng Dương cho biết, ở chế độ lạnh, áo có pha nóng và pha lạnh. Ở pha nóng, nhiệt độ cơ thể do người mặc tạo ra được hấp thụ bởi nước (hoặc chất lỏng siêu dẫn nhiệt) chạy trong hệ thống ống mao dẫn tích hợp trong lớp áo và được truyền tới hệ thống điều hòa làm lạnh.
Sang pha lạnh, nhiệt độ do nước (hoặc gel) hấp thụ ở pha nóng sẽ được làm lạnh bởi hệ thống ống mao dẫn nằm trong hộp điều hòa chứa nước đá lạnh (hoặc gel lạnh). Nước (hoặc gel) có nhiệt độ thấp và được dẫn tới hệ thống áo làm mát cơ thể người mặc.
Ở chế độ nhiệt, trong pha lạnh, nhiệt độ cơ thể được bức xạ và luôn được giữ ấm bởi nguồn nhiệt cao từ nước hoặc chất lỏng siêu dẫn nhiệt (gel) chạy trong hệ thống ống mao dẫn tích hợp trong lớp áo và được truyền tới hệ thống điều hòa.
Tại pha nóng, nhiệt độ do nước hoặc dung dịch siêu dẫn nhiệt, sau khi bức xạ nhiệt cho cơ thể sẽ lạnh đi, được làm nóng trở lại bởi nguồn nhiệt từ hệ thống nung bằng may so điện và được giữ ổn định nhờ hệ thống điều khiển và rơ le điện đặt trong hộp điều hòa. Nước hoặc dung dịch siêu dẫn nhiệt (gel) có nhiệt độ cao và được dẫn tới hệ thống áo làm nóng cơ thể người mặc.
Hệ thống ống mao dẫn được tích hợp trong áo bằng ống mềm PVC giữa hai lớp vải và hệ thống mao dẫn trong hộp điều hòa bằng ống mềm PVC chứa nước hoặc dung dịch siêu dẫn nhiệt (gel). Hai hệ thống này được kết nối với bơm tạo nên hệ tuần hoàn nhằm mục đích trao đổi nhiệt.
Hệ thống bơm kiểu nén đẩy với nguồn điện DC 5v-3w, có điều khiển là công tắc tắt mở, tăng hoặc giảm tốc độ. Hệ thống bơm và hệ thống ống mao dẫn chứa nước hoặc dung dịch dẫn nhiệt (gel) là một hệ thống tuần hoàn khi hoạt động.
Áo được thiết kế bằng vải kaki co giãn nhằm ôm khít cơ thể người mặc. Kiểu dáng thiết kế không tay tạo thuận lợi khi mặc. Hai bên nách thiết kế khóa dây nhằm thay đổi kích thước phù hợp với cơ thể người mặc. Phía trước thiết kế khóa kéo giữ cho hệ thống áo ổn định. Hệ thống ống mao dẫn bằng PVC mềm được tích hợp giữa hai lớp vải và được may cố định. Hệ thống điều khiển được tích hợp phía trước ngay dưới cổ áo.
Tự điều chỉnh nóng – lạnh
Về nguyên lý hoạt động của áo, anh cho biết: Khi cần làm mát, đưa một lượng vừa đủ nước đá lạnh (hoặc gel lạnh) vào hộp điều hòa, đóng kín nắp, dung dịch siêu dẫn trong hệ thống ống mao dẫn sẽ được làm lạnh đến nhiệt độ của nước đá hoặc gel lạnh (pha lạnh). Sau khi bật hệ thống điều khiển, bơm hoạt động làm lưu thông dung dịch siêu dẫn đã được làm lạnh trong hệ thống ống mao dẫn đặt trong hộp điều hòa.
Nước hoặc dung dịch siêu dẫn có nhiệt độ thấp trong hệ thống ống mao dẫn sẽ được truyền đến hệ thống mao dẫn đặt trong áo thực hiện hấp thụ nhiệt bức xạ từ cơ thể người mặc phát ra (pha nóng) làm giảm nhiệt cơ thể người mặc. Sau khi hấp thụ nhiệt, nước hoặc chất siêu dẫn nóng lên và được đưa trở về hộp điều hòa và được làm lạnh (pha lạnh), tiếp tục thực hiện chu trình mới. Nhờ sự tuần hoàn áo sẽ giữ cho cơ thể người mặc luôn mát.
Thông thường, nước đá hoặc gel lạnh được làm lạnh rất sâu, do vậy để nhiệt độ phù hợp với cơ thể người mặc cần phải điều chỉnh hệ thống điều khiển bơm. Sau một thời gian, nước đá trong hộp điều hòa tan chảy hoặc mất nhiệt do nóng lên, người sử dụng chỉ cần thay lượng đá mới hoặc thay gel lạnh mới.
Khi cần làm ấm, chỉ cần cần đưa một lượng vừa đủ nước hoặc dung dịch siêu dẫn nhiệt (gel) vào hộp điều hòa, đóng kín nắp. Sau khi bật hệ thống điều khiển, may so nhiệt có nhiệm vụ nung nóng nước hoặc dung dịch siêu dẫn nhiệt trong hộp điều hòa đến nhiệt độ 40 độ C (pha nóng) và tự ngắt nhờ rơ le nhiệt. Hệ thống bơm hoạt động làm lưu thông nước hoặc dung dịch siêu dẫn (gel) trong hệ thống ống mao dẫn đặt trong hộp điều hòa.
Sau khi bức xạ nhiệt, nước hoặc chất siêu dẫn lạnh đi và được đưa trở về hộp điều hòa và được làm nóng trở lại, tiếp tục thực hiện chu trình mới. Nhờ hoạt động tuần hoàn áo sẽ giữ cho cơ thể người mặc luôn ấm ở khoảng 37 độ C.
Nguồn nhiệt được cung cấp bởi năng lượng điện, do vậy cần thêm năng lượng cho pin nhiên liệu, năng lượng chứa trong pin càng lớn thì hiệu quả càng cao. Khi đó lưu điện là loại DC 2A tối đa 50000mAh có khả năng sạc, đảm bảo cung cấp năng lượng cho máy bơm hoạt động liên tục và giữ cho nhiệt độ của nước trong hộp điều hòa luôn ở mức nhiệt 40 độ C trong bốn giờ. Sau một thời gian, lượng điện dự trữ trong lưu điện sẽ hết, người sử dụng cần sạc lại.
Áo còn giúp điều hòa cơ thể cho các công nhân làm việc ngoài trời dưới thời tiết nắng nóng nhằm đảm bảo sức khỏe, nâng cao năng suất lao động. Quá trình truyền dẫn nhiệt bằng nước hoặc gel rất an toàn với người mặc trong trường hợp có tác động ngoại lực làm đứt, gãy, vỡ hệ thống làm lạnh. Sử dụng hệ thống lưu điện đảm bảo tính an toàn không gây cháy nổ khi sử dụng.
