随着我国经济建设的不断发展,诸如矿井、航天、消防等领域的高温环境也越来越多,高温环境的热害及其防治已成为重要研究课题。冷却服作为一种有效的热防护手段被普遍应用于高温工作场所,但目前存在热防护时间不理想、热舒适性差等问题,相变材料(PCM)填充式冷却服引起研究者的重视。本文应用理论计算及数值模拟方法,对相变蓄冷材料填充式冷却服性能进行研究。通过对比法对氯化钠、氯化钾作为降温剂的蓄冷剂性能进行对比研究,选取氯化钠型蓄冷剂,相变点在-2℃~5℃之间,相变潜热202.5kj/kg。根据热平衡方程,通过对人体代谢量、对流、辐射热交换、呼吸、蒸发热损失及机械功的计算,得出人体在高温40℃,湿度60%,轻度、中度、重度三种劳动强度下工作两小时平衡人体余热所需的蓄冷剂用量分别为3.29kg、3.35kg和3.42kg。结合实用性及人体热舒适性原则,对冷却服的各细部结构进行设计,确定冷却服各细部结构形式。通过对PCM封装形式的分析,确定PCM用聚氨酯薄膜(TPU)材料进行封装,PCM包的规格为8cm×2cm×1.2cm,个数258个。运用数值模拟方法研究了PCM包分布间隙分别为2mm、4mm、6mm、8mm、10mm的五种冷却服的热防护性及湿传递性,模拟结果表明,PCM包在4mm的分布间隙下,冷却服具有较好的热防护性及较优的湿传递性能,可满足人体热防护性需求。研究成果可为冷却服的设计、制作提供支持。