Термальный манекен с 16 зонами — это высокоточный экспериментальный прибор, предназначенный для моделирования тепло- и влагообмена человека с окружающей средой. Воспроизводя метаболическое тепло человека и распределение температуры поверхности тела, манекен обеспечивает достоверные данные для исследований теплового комфорта в одежде, зданиях, транспортных средствах и аэрокосмических кабинах. Основное применение — оценка теплового комфорта человека, термической защиты одежды и эффективности систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC), а также замена человеческих субъектов в экспериментах по тепловой физиологии с высоким риском.
Система создает стабильные и управляемые граничные условия с постоянной температурой на поверхности манекена, реалистично воспроизводя теплообмен с воздухом, излучением и окружающим пространством в различных условиях. Благодаря технологии независимого многозонного поддержания температуры, прибор обеспечивает объективное и повторяемое получение данных о тепловой среде при стандартизированных условиях, эффективно исключая ошибки, связанные с индивидуальными различиями, субъективным восприятием и ограниченной управляемостью при тестировании людей. Система широко используется для оценки теплового комфорта в системах HVAC зданий и транспортных средств, тестирования термических свойств одежды и средств защиты, а также в исследованиях тепловой среды человека.
Применение
Симуляция источников тепла человека в транспортных средствах и судах: автобусы, легковые автомобили, электромобили, вагоны скоростных поездов, корабли, подводные лодки;
Испытания и оценка теплового комфорта систем HVAC в зданиях;
Исследование теплового режима в офисных, жилых, общественных зданиях и испытательных камерах;
Испытания тепловой среды систем кондиционирования воздуха в автомобилях, железнодорожном транспорте и спецтехнике;
Оценка термических свойств защитной одежды, функциональной одежды, спецодежды и профессиональной экипировки;
Измерение термического сопротивления одежды (Clo) и сопротивления испарению;
Университеты, исследовательские институты, независимые лаборатории и R&D лаборатории предприятий;
Образование и исследования в области HVAC, включая тепловой комфорт и распределение воздушных потоков;
Тестирование термического сопротивления одежды для оценки защиты в различных условиях;
Симуляция источников тепла для аэрокосмических кабин: самолеты, вертолеты, космические станции, спускаемые капсулы;
Исследования теплового баланса человека и тепловой физиологии.
Стандарты
GB/T 50785 — Стандарт оценки теплового комфорта зданий и инженерного оборудования;
GB/T 18049 — Эргономика тепловой среды — аналитическое определение и интерпретация теплового комфорта;
GB/T 17244 — Метод испытания термического сопротивления одежды;
GB/T 18398 — Общие требования к испытаниям термических свойств защитной одежды;
GB/T 32376 — Метод оценки теплового и влагового комфорта защитной одежды;
GB/T 12023-2008 — Текстиль — Метод испытания термических свойств одежды;
GB/T 11054-2013 — Текстиль — Определение воздухопроницаемости тканей;
ISO 15831 — Одежда — Физиологические эффекты — Измерение тепловой изоляции с использованием термального манекена;
ASTM F1291 — Стандартный метод измерения тепловой изоляции одежды с помощью нагреваемого манекена;
ASTM F1720 — Стандартный метод измерения тепловой изоляции спальных мешков с помощью нагреваемого манекена;
ASTM F2370 — Стандартный метод измерения сопротивления испарению одежды с помощью потеющего манекена;
ISO 7933:2004 — Эргономика тепловой среды — аналитическое определение и интерпретация теплового стресса;
ASTM F1291-2020 — Термическая физиологическая оценка одежды и средств индивидуальной защиты;
ISO 9920:2007 — Эргономика тепловой среды — Оценка тепловой изоляции и сопротивления водяного пара одежды.
Примечание: Система может быть расширена для соответствия корпоративным стандартам, исследовательским спецификациям и индивидуальным протоколам тестирования по требованию эксперимента.
Технические характеристики
| Компонент | Технические параметры |
|---|---|
| Корпус манекена | 16 зон нагрева; материал: стеклопластик; пропорции тела азиатские (европейские/американские по заказу); положение стоя или сидя; вес ~45 кг; температура эксплуатации 10–40 °C; влажность 15–95%; опционально голова с носом или ртом |
| Система нагрева | Никель-хромовая спираль с датчиком температуры; 16 зон поверхности 33 ±0,5 °C (регулируется 32–35 °C); температура ядра 37 ±0,1 °C; максимальная разница температур между соседними зонами ≤1,0 °C; датчик PT100 патчевого типа (Heraeus Class B, Германия); сухой тип, без функции потоотделения |
| Система поддержания температуры | Специальный шкаф управления 16 зон, размер 780 × 780 × 260 мм; две 8-канальные платы управления; PID с автоматической подстройкой параметров; питание AC 220 V / 50 Hz; пиковая мощность при запуске ≤1200 W; плотность теплового потока 0–300 W/m²; быстрые соединения; шкаф на колесах с замком |
| Опциональные части | Нагреваемая голова, нагреваемые ноги, модули манекена ребенка или младенца |
Особенности
Независимый многозонный контроль температуры: 16 зон с PID-контролем, равномерное и стабильное распределение температуры без взаимного влияния.
Высокоточный контроль температуры: Точность ±0,1 °C, подходит для оценки теплового комфорта и термических характеристик одежды.
Эффективная и равномерная система нагрева: Никель-хромовое сопротивление обеспечивает быстрый отклик и высокую надежность, реалистично имитируя сухой теплообмен человека с окружающей средой.
Модульная конструкция с высокой интеграцией: Plug-and-play с RS485 для передачи данных на ПК, мониторинга и анализа.
Высокая адаптивность положения: Регулируемые суставы для положения стоя или сидя, подходящие для тестов зданий, транспортных средств и одежды.
Комплектующие
| Наименование | Спецификация |
|---|---|
| Шкаф управления температурой | Включает платы управления, PID-модули, быстрые соединения, колесную базу |
| Датчики температуры PT100 | По одному на каждую зону, всего 16 зон; Heraeus Class B |
| Кабели и проводка | Стандартные интерфейсы на задней части головы и бедер |
| Опциональные части | Нагреваемая голова, ноги, манекен ребенка или младенца |
| Руководства и аксессуары | Руководство по электрической установке, руководство по эксплуатации, документация по интерфейсу ПО |
Принцип работы
Система манекена моделирует теплообмен человека, создавая постоянные и управляемые температурные границы на поверхности тела. Каждая зона контролируется в замкнутом цикле, мощность нагрева регулируется для поддержания заданной температуры. Теплообмен между манекеном и средой (конвекция, излучение, проводимость) отражается изменением мощности нагрева. В стационарном режиме измерение и анализ мощности позволяют рассчитать индексы теплового комфорта и термическое сопротивление одежды (Clo). Система нагрева имитирует метаболическое тепло человека, а независимое PID-управление каждой зоны обеспечивает локальную стабильность температуры. Получаемые данные (температура зон, плотность теплового потока, температура и влажность окружающей среды) используются для оценки термического сопротивления одежды, систем HVAC и тепловой среды замкнутых пространств.
Инструкции по эксплуатации
Перед тестированием проверьте соединения всех зон и датчиков температуры;
Зафиксируйте все суставы после регулировки положения, чтобы исключить движение во время испытаний;
Предварительно разогрейте систему до стационарного теплового состояния;
Настройки температуры поверхности и время установления стационарного состояния зависят от стандарта и должны строго соблюдаться;
Избегайте контакта с поверхностью манекена во время теста, чтобы не повлиять на измерения.
Процедура тестирования
Разместите манекен в стандартной тестовой среде и настройте требуемое положение;
Установите целевые температуры поверхности для всех зон и включите контроль постоянной температуры;
После достижения стационарного состояния зафиксируйте потребляемую мощность каждой зоны;
Наденьте тестовую одежду и повторите тест;
Сравните потребление мощности в нагом и одетом состоянии;
Рассчитайте термическое сопротивление одежды (Clo) и соответствующие показатели тепловой эффективности.
Часто задаваемые вопросы
Что это за продукт?
16-зонный сухой термальный манекен для моделирования теплообмена человека с окружающей средой в лабораторных условиях.
Для чего используется этот продукт?
Для оценки теплового комфорта, термического сопротивления одежды, эффективности систем HVAC и характеристик тепловой среды человека в зданиях, транспортных средствах и замкнутых помещениях.
Почему этот продукт важен?
Обеспечивает объективные, повторяемые данные о тепловых характеристиках, избегая ошибок и рисков, связанных с испытаниями на людях.
В каких отраслях применим?
Инженерия HVAC, автомобилестроение, железнодорожный транспорт, аэрокосмическая промышленность, текстильная и защитная одежда, научно-исследовательские институты, университеты и лаборатории испытаний.
Какие типы доступны?
Стандартная конфигурация — 16-зонный сухой термальный манекен, с опциональной кастомизацией: разные размеры тела, положения, модули нагрева головы, ног, ребенка или младенца.
