The effect of four cooling strategies on cooling performance of a hybrid personal cooling system (HPCS) incorporated with phase change materials (PCMs) and electric fans in a hot environment (i.e., Tair = 36 ± 0.5 °C, RH = 59 ± 5%) was investigated. Twelve healthy young male participants underwent four 90-min trials comprising 70 min walking and 20 min resting periods. Cooling strategies adopted in this work were CON (control), PCM-control (PCMs were removed at the end of exercise), Fan-control (fans were switched OFF during the initial 20 min) and PCM&Fan-control (fans were turned ON after 20 min exercising and PCMs were removed after the 70-min exercise). Results demonstrated that the control of electric fans could suppress the mean skin temperature rise to 34.0 °C by over 15 min and also cut down the energy consumption of the HPCS from 15.6 W h to 12.1 W h over the entire 90-min trials. Thus, it is recommended that fans should be turned off at the beginning of hot exposure and switched on once participants felt warm. Our findings also showed that the removal of fully melted PCM packs from the HPCS could enhance the evaporative cooling effect brought about by air circulation. The removal of melted PCMs significantly reduced the physical load by 37.3% and ratings of perceived exertion (RPE) were decreased by 3.5-4.2 RPE units. This could also help quickly restore the PCM energy for future usage. In summary, cooling strategies demonstrated in this work could improve HPCS's overall cooling performance on workers while working in the studied hot environment.

中文翻译：

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冷却策略对结合相变材料 (PCM) 和电风扇的混合个人冷却系统整体性能的影响

四种冷却策略对在热环境（即 Tair = 36 ± 0.5 °C，RH = 59 ± 5%）中结合相变材料 (PCM) 和电风扇的混合个人冷却系统 (HPCS) 冷却性能的影响) 进行了调查。十二名健康的年轻男性参与者接受了四次 90 分钟的试验，包括 70 分钟的步行和 20 分钟的休息时间。在这项工作中采用的冷却策略是 CON（控制）、PCM 控制（在运动结束时移除 PCM）、风扇控制（风扇在最初的 20 分钟内关闭）和 PCM&风扇控制（风扇在运动结束后打开） 20 分钟锻炼和 PCM 在 70 分钟锻炼后被移除）。结果表明，电风扇的控制可以将平均皮肤温度升高抑制到 34.0°C 超过 15 分钟，并将 HPCS 的能耗从 15 分钟减少。在整个 90 分钟的试验中从 6 W h 到 12.1 W h。因此，建议在热暴露开始时关闭风扇，并在参与者感到温暖时打开。我们的研究结果还表明，从 HPCS 中去除完全熔化的 PCM 包可以增强空气循环带来的蒸发冷却效果。去除融化的 PCM 显着降低了 37.3% 的身体负荷，感知劳累 (RPE) 的评级降低了 3.5-4.2 RPE 单位。这也有助于快速恢复 PCM 能量以备将来使用。总之，这项工作中展示的冷却策略可以提高 HPCS 在研究的热环境中工作时对工人的整体冷却性能。建议在刚开始接触高温时关闭风扇，并在参与者感到温暖时打开。我们的研究结果还表明，从 HPCS 中去除完全熔化的 PCM 包可以增强空气循环带来的蒸发冷却效果。去除融化的 PCM 显着降低了 37.3% 的身体负荷，感知劳累 (RPE) 的评级降低了 3.5-4.2 RPE 单位。这也有助于快速恢复 PCM 能量以备将来使用。总之，这项工作中展示的冷却策略可以提高 HPCS 在研究的热环境中工作时对工人的整体冷却性能。建议在刚开始接触高温时关闭风扇，并在参与者感到温暖时打开。我们的研究结果还表明，从 HPCS 中去除完全熔化的 PCM 包可以增强空气循环带来的蒸发冷却效果。去除融化的 PCM 显着降低了 37.3% 的身体负荷，感知劳累 (RPE) 的评级降低了 3.5-4.2 RPE 单位。这也有助于快速恢复 PCM 能量以备将来使用。总之，这项工作中展示的冷却策略可以提高 HPCS 在研究的热环境中工作时对工人的整体冷却性能。我们的研究结果还表明，从 HPCS 中去除完全熔化的 PCM 包可以增强空气循环带来的蒸发冷却效果。去除融化的 PCM 显着降低了 37.3% 的身体负荷，感知劳累 (RPE) 的评级降低了 3.5-4.2 RPE 单位。这也有助于快速恢复 PCM 能量以备将来使用。总之，这项工作中展示的冷却策略可以提高 HPCS 在研究的热环境中工作时对工人的整体冷却性能。我们的研究结果还表明，从 HPCS 中去除完全熔化的 PCM 包可以增强空气循环带来的蒸发冷却效果。去除融化的 PCM 显着降低了 37.3% 的身体负荷，感知劳累 (RPE) 的评级降低了 3.5-4.2 RPE 单位。这也有助于快速恢复 PCM 能量以备将来使用。总之，这项工作中展示的冷却策略可以提高 HPCS 在研究的热环境中工作时对工人的整体冷却性能。