طراحی و ساخت جلیقه خنک‌کننده از مواد تغییر فاز دهنده و ارزیابی کارایی آن در کاهش استرین گرمایی تحت شرایط آزمایشگاهی

مجله ارگونومی
طراحی و ساخت جلیقه خنک کننده از مواد تغییر فاز دهنده و ارزیابی کارایی آن در کاهش استرین گرمایی تحت شرایط آزمایشگاهی
سعید یزدانی راد ا، حبیب الله دهقان
مقدمه یکی از عوامل زیان‌آور در محیط‌های کاری گرما می‌باشد که ممکن است منشا فرایندی داشته باشد و یا در اثر شرایط آب و هوایی منطقه ایجاد شود ( ١ و٢)‌. در صورت عدم کنترل‌، گرما باعث بروز بیماری هایی نظیر سنکوپ گرمایی‌، خستگی گرمایی‌، کرامپ گرمایی‌، شوک گرمایی‌، گیجی‌، کاهش تمرکز و خستگی می‌شود (‌٥٣-)‌.
یکی از راهکارهای موجود برای رهایی از گرما و رسیدن به یک وضعیت راحتی گرمایی در محیط‌های گرم‌، استفاده از جلیقه‌های خنک کننده فردی احبت که گومای اضافی را جذب هی‌کند (‌٨٦-)‌. جلیقه‌های خنک‌کننده خود به دو دسته تقسیم می‌شوند: جلیقه‌های مایع یا هوای خنک شده و جلیقه‌های مواد تغییر فاز (‌٩)‌. مواد تغییر فاز (ی‌PوCMند) Phase Change Materials)) می‌توانند مقدار زیادی انرژی را در شکل گرمای نهان در یک گستره دمایی باریک تعریف شده در طول تغییر فاز بین دو حالت ماده جذب ، ذخیره و یا رها کنند ( ٠ ا)‌. از بین مواد تغییر فاز مختلف شناخته‌شده‌ترین PCM آب است که در صفر درجه سلسیوس تبدیل به یخ می‌شود و یک ظرفیت انبارش گرمای نهان ٣٣٥ ژول بر گرم دارد. فواید جلیقه‌های یخ شامل‌: گرمای نهان ذوب بالا، در دسترس بودن و ارزان بودن‌، بی‌ضرر بودن و غیر محرک بودن برای پوست می‌باشد و اما یکی از مشکلات یخ این است که در تماس طولانی‌مدت با پوست می‌تواند سبب آسیب بافتی پوست شود که به همین دلیل استفاده از آن را محدود کرده است ( ١ ا)‌. یکی دیگر از PCM های معروف پارافین‌ها هستند. پارافین‌ها یک خانواده از هیدروکربن‌ها با فرمول کلی CnH2n+2 هستند (‌٢ ا)‌. پارافین‌ها نقطه‌جوش بالا و پایداری بالا تا ٢٥. درجه سلسیوس دارند. آن ها از لحاظ شیمیایی پایدارند و هیچ جداسازی فازی نشان نمی‌دهند. دارای حداقل فوق تبرید ( ]‌ح‌ل‌لاو (C00ling در طول تغییر فازهای تکراری‌، غیر سمی‌، غیر خورنده‌، بی‌بو و بی‌ضرر می‌باشند و به‌آسانی قا بل‌دسترس‌اند (‌٣ ا)‌. به علت دمای تغییر فاز بالاتر نسبت به آب‌، قدرت انجماد کمتری برای انجماد پارافین‌ها موردنیاز است و ناراحتی کمتری را به علت تماس یک سطح .>J*تی° نزدیک بدن ایکا٥ می‌کغغد (‌١٣) و Lal بعضی از معایب پارافین‌ها عبارت‌اند از: هدایت گرمایی پایین و دانسیته انبارش گرمایی پایین (‌٥ ١ و٤ ا)‌. پارافین‌ها به‌طور خالص گران هستند ولی ترکیبات
تجاری آن‌ها که دارای هیدروکربن‌های متفاوتی هستند، ارزان است و گرمای نهان ذوب کمتری نسبت به پارافین های خالص دارد. چون ترکیبات تجاری پارافین گرمای نهان ذوب پایینی دارند ولی ایجاد تحریک پوستی نمی کند و از سوی دیگر چون یخ گرمای نهان ذوب بالا دارد ولی ایجاد تحریک بوستی می کند فرض شد که ساخت بسته های محتوی یخ و پارافین در کنار هم بتواند معایب یخ و پارافین را پوشش دهد. به همین دلیل هدف از انجام این مطالعه طراحی و ساخت جلیقه خنک‌کننده فردی با استفاده از ترکیبات پارافین تجاری در دسترس و یخ و سپس تعیین تاثیر آن بر روی پارامترهای استرین گرمایی تحت شرایط آب و هوایی گرم در اتاقک شرایط جوی بود تا با استفاده از تهیه جلیقه‌های ارزان‌قیمت پارافین و همچنین کاهش وزن این جلیقه ها با افزایش گرمای نهان جلیقه بتوان استرین گرمایی را به نحو مطلوبی در محیط‌های گرم کنترل کرد.
مواد و روش‌ها
این مطالعه شامل ٣ مرحله تعیین نسبت ترکیب مواد تغییر فاز، طراحی و ساخت جلیق خنک‌کننده و ارزیابی اثربخشی جلیقف خنک‌کننده بود.
تعیین نسبت ترکیب مواد تغییر فاز:
برای استفاده مناسب از مواد تغییر فاز باید نقطه ذوب این مواد نزدیک و پایین‌تر از دمای پوست باشد تا هم اتلاف گرمایی کافی و هم آسایش حرارتی مطلوبی را فراهم کند. به همین دلیل در این مرحله با استفاده از ترکیبات پارافین تجاری‌، یک ترکیب پارافین با نقطه ذوب مناسب در گستره ١٥ تا ٣٥ درجه آماده شد (‌١٦)‌. برای تخمین نسبت ترکیب پارافین‌ها، پارافین‌های تجاری مختلف با نسبت‌های متفاوت با هم ترکیب شدند و سپس برای تعیین نقطه ذوب به‌طور تقریبی نیز ابتدا ترکیب پارافین آماده‌شده به‌وسیله گرم‌کن گرم شد و پس از قطع گرما، به‌وسیله دماسنج به‌طور چشمی دمایی که ترکیب شروع به جامد شدن کرد به‌عنوان نقطه ذوب در نظر گرفته .- ٤٠ آزمایش برای تخمین این نسبت صورت گرفت‌. پس از تهیه چند نمونه پارافین با نقطه ذوب تقریبی مناسب‌، برای اندازه‌گیری ویژگی‌های گرمایی دقیق پارافین نظیر نقطه ذوب و گرمای ذوب از تکنیک کالرکامترکا پویبثبی تفاضلی (Diffeferential Scanning Caتفاlcrimeeter (DSC)) استفاده شد. آنالیز با استفاده از دستگاه DSC20OF3Maia و ظروف آلومینیومی انجام شد. این آنالیز با میزان افزایش گرمایی ثابت C/min) ٠ ا) در گستره دمایی ٠ ٢- تا ٩٠ درجه سلسیوس و تحت جریان حجمی ٥٠ میلی‌لیتر در دقیقه گاز نیتروژن بر اساس متد ASجاTM D3l4—12 انجام شد. اینیدیم نیز قبل از انجام آزمون برای کالیبراسیون دستگاه استفاده گردید ( ٢ ا).
طراحی و ساخت جلیقه خنک‌کننده‌:
در این مرحله ابتدا بسته‌های پارافین و یخ تهیه شد. به علت پایین بودن هدایت گرمایی پارافین از بسته‌های آلومینیومی با ضخامت ٠.١٢٥ میلی‌متر و ضریب هدایت حرارتی w/1n.k ٢٣٧ استفاده شد. داخل بسته‌های آلومینیومی‌، یخ و پارافین کنار هم قرار داده شد که برای تهیه آن یک بسته آلومینیومی توسط تیغه آلومینیومی به دو قسمت تقسیم شد و یک قسمت با ٧٢ گرم آب و قسمت دیگر با ٦٥ گرم پارافین پر شد. سپس از طریق گرما درب بسته‌ها بسته شدند. تعداد بسته‌ها در هر جلیقه نیز ١٧ عدد در نظرگرفته شد. وزن هر یک از بسته‌ها ١٤٥ گرم و وزن کلی جلیقه ٢.٦ کیلوگرم بود. چون در تعدادی از مقالات جنس جلیقه از پلی‌استر انتخاب شده بود (‌٨ ١ و٧ ١ و١٣)‌، جلیقه از پارچه پلی‌استر و با الگوی قابل تنظیم بر اساس سایز افراد طراحی و دوخته شد. در داخل جلیقه نیز تعداد ١٧ جیب برای جاسازی بسته‌های خنک‌کننده تعبیه شد. تعداد جیب‌ها در جلوی بالاتنه ٨ عدد و در ناحیه پشت بالاتنه ٩ عدد بود.
ارزیابی اثربخشی جلیقه خنک‌کننده‌:
برای ارزیابی اثربخشی جلیقه خنک‌کننده یک پژوهش مداخله‌ای در اتاقک شرایط جوی بر روی ١٠ نفر از دانشجویان پسر انجام شد. معیار ورود افراد به مطالعه شامل‌: عدم سوابق بیماری‌های قلبی‌- عروقی‌، ریوی‌، عصبی‌- عضلانی‌، اسکلتی‌- عضلانی‌، صرع‌، تشنج‌، دیابت‌، عدم مصرف داروهای فشارخون و داروهای تاثیرگذار بر ضربان قلب‌، عدم مصرف قهوه‌، کافئین و الکل ١٢ ساعت قبل از انجام تست و معیارهای خروج از مطالعه نیز شامل افزایش ضربان قلب بیش از ١٨٠ ضربه در دقیقه و خستگی مفرط بود (‌٩ ا)‌. داوطلبین جهت دارا بودن معیارهای ورود به مطالعه توسط پزشک معاینه شدند. سپس فرم
رضایتمندی جهت شرکت در مطالعه به افراد داده شد و در مورد نحوه پر کردن پرسشنامه‌ها و معیارهای عدم ورود به مطالعه با آن‌ها صحبت شد. اطلاعات دموگرافیک افراد مثل سن نیز جمع‌آوری گردید. جهت جلوگیری از اثرات متفاوت لباس‌های داوطلبان بر روی استرین حرارتی و یکسان‌سازی شرایط استفاده از جلیقه‌ها نیز همه داوطلبان از یک نوع لباس کار مشابه استفاده کردند. برای شارژ کردن بسته‌های خنک‌کننده یک شب قبل از آزمایش‌، در فریزر نگه‌داری شد. در این مطالعه آزمایش‌ها بر روی افراد تحت شرایط آب‌وهوایی گرم و خشک ح‌٤٠، رطوبت نسبی %٤٠ در اتاقک شرایط جوی انجام گردید. هر فرد ٤ مرتبه آزمون را انجام داد. حالت‌های انجام آزمون بدون جلیقه خنک‌کننده با شدت فعالیت سبک‌، با جلیقه خنک‌کننده پارافین و یخ با شدت فعالیت سبک‌، بدون جلیقه خنک‌کننده با شدت فعالیت متوسط و با جلیقه خنک‌کننده پارافین و یخ با شدت فعالیت متوسط بود. برای شدت فعالیت سبک بر روی تردمیل (‌مدل (ketler سرعت ٢.٨ کیلومتر در ساعت و شیب %٠ و برای شدت فعالیت متوسط نیز سرعت ٤.٨ کیلومتر در ساعت و شیب %٠ تنظیم شد ( ٠ ·(Y نحوه انجام آزمون نیز بدین صورت بود که در هنگام انجام تست ابتدا شرکت‌کننده به مدت ٣٠ دقیقه استراحت کرد و سپس دمای بدن شامل دمای دهانی و ضربان قلب او گرفته شد. بعد از آن فرد به مدت ٣٠ دقیقه بر روی تردمیل فعالیت کرد ( ٢١)‌. جهت ارزیابی استرین گرمایی ضربان قلب‌، دمای دهانی و دمای پوست اندازه‌گیری شد. در طول انجام تست ضربان قلب به فاصله هر ٢ دقیقه (‌با استفاده از اسپورت (ppolrarیر| و دمای دهانی (‌با استفاده از دماسنج دهانی Beurer با دقت ..١ درجت سلسیوبن‌) و دمای پوست (‌با استفاده از دستگاه سنجش دمای پوست مدل Sina RT-923 با دقت ٠.٠١ درجه سلسیوس‌) هم به فاصله هر ٤ دقیقه اندازه‌گیری گردید. برای اندازه‌گیری میزان تعریق نیز وزن افراد (‌با استفاده از ترازوی دیجیتال مدل Hamilton با دقت ٠.١ کیلوگرم‌) قبل و بعد از انجام هر مرحله از فعالیت اندازه‌گیری شد. در طول انجام آزمون نیز افراد هیچ‌گونه نوشیدنی مصرف نکردند. برای محاسبه درصد میزان تعریق کاهش یافته در هنگام فعالیت با جلیقه خنک‌کننده نیز از فرمول زیر استفاده شد:
.. ا* (‌میزان تعریق فعالیت بدون جلیقه / (‌میزان تعریق فعالیت با جلیقه - میزان تعریق فعالیت بدون جلیقه‌»
نهایتآ تجزیه و تحلیل داده‌ها با استفاده از نرم‌افزار SPجاSS 16 انجام گرفت‌. آزمون KرOl1'I10gI“OV—SIIl1I`1'lOV برای بررسی نرمال بودن توزیع داده‌ها و آزمون Measurل‌ement ANOVA ٥؟‌،ح‌؟‌ل‌*‌؟ تیین P-تفا valuل‌e استفاده گردید.
یافته‌ها
نتایج آنالیز گرمایی پارافین با استفاده از DSCt5,ل‌,;S3 نشان داد که ترکیب پارافین تهیه شده دارای گرمای نهان ذوب طل‌*‌ل ٠٨ ا، گستره دمایی تغییر فاز ٢٤ تا ٣٤ درجه سلسیوس و پیک نقطه ذوب ٣٠ درجه سلسیوس می‌باشد. گرمای نهان ذوب یخ مورد استفاده نیز
طل‌ک‌ل ٣٣٥ بود و گرمای نهان بسته‌های آماده شده (‌محتوی ٧٢ گرم آب و ٦٥ گرم پارافین‌) فل‌ک‌/‌لل ٢٢٧ بود.
میانگین و انحراف معیار سن افراد شرکت‌کننده به ترتیب ٢٥.١ و ٣.٦٦ بود. مقادیر دامنه‌، میانگین و انحراف معیار پارامترهای فیزیکی اندازه‌گیری شده در جدول ١ آورده شده است‌. آزمون ٧هل‌٥‌هلکص‌[‌ه‌کص Smirnov - نشان داد که توزیع داده‌ها نرمال می‌باشد 0.05) « ·(P نتایج تحلیل آماری نیز نشان داد که اختلاف دمای خشک و رطوبت نسبی در دو حالت فعالیت با جلیقه خنک‌کننده و فعالیت بدون جلیقه خنک‌کننده در هر دو شدت فعالیت سبک و متوسط اختلاف معنی‌داری ندارد و شرایط در دو حالت یکسان است‌. میانگین و انحراف معیار دمای خشک در طول فعالیت‌ها به ترتیب ٤...٤ و ٠.٣٨ و میانگین و انحراف معیار رطوبت نسبی در طول فعالیت‌ها به ترتیب ٤١.٧٤ و ٠.٦٣ بود. مقادیر میانگین ضربان قلب افراد در دقیقه ٢ تا دقیقه ٣٠ به‌صورت هر دو دقیقه یک‌بار در هنگام فعالیت با جلیقه خنک‌کننده و فعالیت بدون جلیقه خنک‌کننده برای شدت فعالیت سبک و متوسط در شکل ١ نشان داده شده است‌. نتایج آنالیز آماری نشان داد که مقادیر
میانگین ضربان قلب در منگا٣ فوالیت با جلیق خنک‌کننده و فوالیت بدون جلیقه خنک‌کننده در هر دو شدت فعالیت سبک (P<0.001) و متوسط ( (P<0.001 دارای اختلاف معنی‌داری است‌.

مقادیر میانگین دمای دهانی افراد نیز در دقیقه ٢ تا دقیقه ٣٠ به‌صورت هر چهار دقیقه یک‌بار در هنگام فعالیت با جلیقه خنک‌کننده و فعالیت بدون جلیقه خنک‌کننده برای شدت فعالیت سبک و متوسط به ترتیب در شکل‌٢ نشان داده شده است‌. نتایج آنالیز آماری نیز نشان داد که مقادیر میانگین دمای دهانی در هنگام فعالیت با جلیقه خنک‌کننده و فعالیت بدون جلیقه خنک‌کننده در هر دو شدت فعالیت سبک (P=0.004) و متوسط ( (P<0.001 اختلاف معنی‌داری داشت‌.
مقادیر میانگین دمای پوست افراد در دقیقه ٢ تا دقیقه ٣٠ به‌صورت هر چهار دقیقه یک‌بار در هنگام فعالیت با جلیقه خنک‌کننده و فعالیت بدون جلیقه خنک‌کننده برای شدت فعالیت سبک و متوسط به ترتیب در شکل ٣ نمایش داده شده است‌.

مقادیر میانگین دمای پوست در هنگام فعالیت با جلیقه خنک‌کننده و فعالیت بدون جلیقه خنک‌کننده در هر دو شدت فعالیت سبک ( (P<0.001 و متوسط ( (P<0.001 نیز اختلاف معنی‌داری داشت‌. همچنین اختلاف میانگین تغییرات ضربان قلب‌، دمای دهانی و دمای پوست در زمان فعالیت نسبت به استراحت نیز در هنگام استفاده از جلیقه‌های خنک‌کننده و بدون استفاده از جلیقه خنک‌کننده در هر دو شدت فعالیت سبک و متوسط معنی‌دار بود .(P<0.05) مقادیر میانگین میزان تعریق نیز در هنگام فعالیت با جلیقه خنک‌کننده و فالیت بدوزا جلیقا خنک در هر دو شدت فالیت سبک ( (P=0.0l و متوسط ( (P<0.001 اختلاف معنی‌داری داشت‌. درصد میزان تعریق کاهش یافته در هنگام فعالیت با جلیقه خنک‌کننده برای شدت فعالیت سبک ٤٢ درصد و برای شدت فعالیت متوسط ٥٢ درصد بود.
بحث در این مطالعه تجربی مقادیر میانگین ضربان قلب، دمای دهانی، دمای پوست و میزان تعریق افراد در دو شدت فعالیت سبک و متوسط در مواجهه با شرایط گرم در هنگام استفاده از جلیقه خنککننده بهطور معنیداری کمتر از زمانی بود که افراد از جلیقه خنککننده استفاده نکردند. این در شرایطی است که تمام پارامترهای شرایط جوی در تمام مراحل انجام آزمون اختلاف معنیداری نداشتند. بنابراین میتوان نتیجه گرفت که اختلاف بین مقادیر میانگین ضربان قلب، دمای دهانی، دمای پوست و میزان تعریق افراد در این آزمون تحت تاثیر اثر خنککنندگی جلیقه قرار گرفته اند. این ن از سیستمهای خنککننده قادر به دفع گرمای بخشی از سطح بدن هستند و چون ناحیه بالاتنه بیشترین ظرفیت را برای دفع گرما نسبت به سطوح دیگر بدن دارا است خنکسازی از طریق این ناحیه میتواند نتایج مطلوبی را به همراه داشته باشد (٢٢). در واقع مکانیسم عمل خنکسازی این جلیقه خنککننده بدین صورت است که دمای پوست قسمت بالاتنه از طریق مکانیسم هدایتی بین پوست و بستههای خنککننده کاهش مییابد. همچنین حرکت بر روی تردمیل باعث حرکت جلیقه و هوای بین جلیقه و پوست میشود که این اثر پمپینگ نیز میتواند باعث افزایش انتقال گرما از پوست و کاهش دمای پوست شود. این گرادیان دمایی بین دمای پوست و دمای عمقی بدن میتواند انتقال گرما را بهطور قابل توجهی افزایش دهد و از این طریق باعث کاهش دمای عمقی بدن و به دنبال آن کاهش دمای دهانی شود (٢٣). با توجه به اینکه بین تغییرات دمایی بدن و ضربان قلب همبستگی خوبی وجود دارد و تغییرات دمای عمقی میتواند روی ضربان قلب موثر باشد این تغییر دمای عمقی باعث تغییر در ضربان قلب نیز میشود (٢٤). این فرضها بهوسیله یافتههای ما که نشان میدهد در منگا٣ فالیت با جلیقب خنککننده در هر دو شدت فعالیت سبک و متوسط دمای پوست بالاتنه، دمای دهانی و ضربان قلب نسبت به فحالیت بدون جلیق خنککننده کاهبثن قابل توجهی داشتاع است پشتیبانی میشود. همچنین نتاچ مطالعه نشان داد که فعالیت با جلیقه خنککننده باعث کاهش میزان تعریق میشود. تبخیر عرق،
- بهعنوان یک مکانیسم برای دفع گرمای اضافی در اثر افزایش دمای پوست و دمای عمقی بدن، افزایش مییابد و زمانی که دمای پوست و دمای عمقی بدن پایین باشد مقدار آن کاهش مییابد. نتایج مطالعه نشان میدهد که استفاده از جلیقه خنککننده میتواند در هنگام فعالیت سبک ٤٢ درصد از کل تعریق و در هنگام فعالیت متوسط ٥٢ درصد از کل تعریق را کاهش دهد که این عامل میتواند از بروز کمآبی افراد در محیطهای گرم پیشگیری کند. در وضعیت کمآبی بدنا، حجم خون در گردش کاهش مییابد و ضربانا قلب برای جبران آن افزایش مییابد. کاهش حجم خون و افزایش هموتوکریت منجر به افزایش ویسکوزیته خون میشود و با افزایش ویسکوزیته خون، توزیع و جابهجایی حرارت ذخیرهشده در بدن کاهش مییابد و دمای عمقی بدن نیز به دنبال آن افزایش مییابد که افزایش دمای دهانی را نیز به دنبال دارد (٢٥). همچنین نمودارهای موجود در قسمت یافتهها نشان میدهد که سرعت افزایش دمای پوست، دمای دهانی و ضربان قلب در هنگام فعالیت با جلیقه خنککننده نسبت به فعالیت بدون جلیقه خنککننده در هر دو شدت فعالیت سبک و متوسط کمتر است که میتواند به علت موارد مذکور باشد. در کل نتایج نشان داد که از طریق کنترل پارامترهای ذکرشده با استفاده از این جلیقه خنککننده میتوان استرین گرمایی را کاهش داد. نتایج بعضی از مطالعات بر روی جلیقههای خنککننده پارافین نیز اثر این جلیقهها را بر روی کنترل استرین گرمایی نشان میدهد. در مطالعه جوانوویک و همکاران در سال ٠١٣ ٢، از ماده پارافین ان هگزان خالص با گستره دمایی تغییر فاز ١٣.٨ تا ٢١.٢ و پیک نقطه ذوب ١٨ درجه سلسیوس در ساخت جلیقه خنککننده استفاده شد. گرمای نهان ذوب ان هگزان kjJkg/kgک ٢٣٧ بود. در مطالعه مذکور ١. سرباز مرد آموزشدیده در اتاقک شرایط جوی دو تست شامل یکی با جلیقه خنککننده پارافین و دیگری بدون جلیقه خنککننده انجام دادند. دمای هوای اتاقک ٤٠ درجه سلسیوس، سرعت تردمیل ٥.٥ کیلومتر در ساعت بود. نتایج نشان داد که این جلیقه قادر است استرین فیزیولوژیک را از طریق کاهش معنیدار دمای رکتال و دمای پوست کاهبثن دهد (Y?) البتف باید بت این نیتت توجب کرد ک پارافینهای خالص گرانقیمت بوده و کاربرد صنعتی این نوع جلیقهها را محدود میکند. نتایج مطالعه حاضر که بر روی پارافینهای تجاری

ارزان‌قیمت و یخ انجام شد نشان داد که گرمای نهان ذوب ترکیب پارافین آماده شده kJ/kg ١٠٨ بود و زمانی که همراه یخ در بسته‌های آلومینیومی استفاده شد گرمای نهان ذوب آن درمجموع به kjJkg/جموعkg ٢٢٧ افزایش یافت که این مقدار نزدیک به گرمای نهان ذوب ان هگزان خالص در مطالعه جوانوویک و همکاران است‌. علاوه بر این دامنه ذوب و نقطه ذوب بالاتر ترکیب پارافین آماده شده در مطالعه حاضر نسبت به ان هگزان باعث افزایش مدت زمان اثر خنک‌سازی جهت استفاده در محیط‌های گرم و کاهش ایجاد تحریک پوست در اثر دمای پایین می‌شود. تعدادی از مطالعات نیز اثربخشی جلیقه‌های یخ را در کنترل استرین گرمایی نشان می‌دهد.
به‌طور مثال در مطالعه لومالا و همکاران در سال ٢٠١٢ بر روی ٧ دوچرخه‌سوار آموزش‌دیده‌، عملکرد جلیقه محتوی یخ بررسی شد. آزمون تحت شرایط ٣٠ درجه سلسیوس و رطوبت نسبی ٤٠ درصد انجام بثعد. نتایج نشان ale که جلیقه یخ به‌طور قابل توجهی استرین فیزیکی و گرمایی را کاهش می‌دهد و به دنبال آن عملکرد دوچرخه‌سواری را بهبود می‌بخشد به‌طوری که زمان تمرین به‌طور قابل توجه از ٦١ دقیقه به ٧٤ دقیقه افزایش یافت (‌٢٧)‌.
همچنین در مطالعه barr و همکاران در سال ٢..٩ بر روی ٩ آتش‌نشان آموزش‌دیده نیز، عملکرد یک ن جلیقه خنک‌کننده دارای دو بسته یخ در عقب و جلو بررسی شد. افراد در شرایط ٥٠ درجه سلسیوس و رطوبت نسبی ١٤ درصد روی تردمیل با سرعت ٥ کیلومتر در ساعت و شیب ٧.٥ درصد راه رفتند. نتیجه مطالعه نیز نشان داد که بکار بردن جلیقه‌های خنک‌کننده یخ در بهبود وضعیت قلبی عروقی و تنظیم گرمایی بدن در آتش‌نشانان در طول تمرین موثر است (‌٢٨)‌.
نتایج مطالعات مذکور در کنترل استرین گرمایی به علت گرمای نهان ذوب بسیار خوب یخ (‌ه‌ط‌/‌لط ٣٣٥) است که می‌تواند مقدار زیادی گرما را از بدن افراد جذب کند ولی چون نقطه ذوب یخ صفر درجه سلسیوس است باعث ایجاد تحریک پوستی و احساس ناراحتی در افراد می‌شود. به همین دلیل در مطالعه حاضر این مشکل با استفاده از یک‌لایه پارافین که پیک نقطه ذوب آن نزدیک دمای پوست بود، بر روی یخ در بسته‌های آلومینیومی برطرف گردید تا هم از گرمای نهان
ذوب بالای یخ استفاده شود و هم با استفاده از پارافین آماده شده تحریک پوستی ایجاد نشود. به‌طوری که نتایج مطالعه حاضر نشان داد که دمای پوست در هنگام استفاده از این جلیقه خنک‌کننده نزدیک دمای طبیعی پوست می‌باشد و بسته‌های خنک‌کننده باعث تحریک پوستی از طریق ایجاد سرمای شدید نمی‌شوند. استفاده از یخ در کنار پارافین ظرفیت انبارش گرمای نهان بسته‌ها را نسبت به بسته‌های حاوی پارافین افزایش می‌دهد که این عامل باعث افزایش مدت زمان استفاده از این جلیقه می‌شود.
در ایران نیز فقط یک نوع جلیقه خنک‌کننده از مواد تغییر فاز طراحی شده است و نتیجه مطالعه دهقان و همکاران نیز که در تابستان سال ٢.١٤ بر روی ٦ نفر از دریانوردان بخش موتورخانه یک کشتی نفت‌کش در شرایط آب و هوایی گرم و مرطوب خلیج فارس انجام گرفت‌، نشان داد که جلیقه‌های خنک‌کننده حاوی بسته‌های ماده تغییر فاز ایرانی موجب کاهش استرین گرمایی (‌دمای دهانی و گرمای درک شده‌) می‌شود (‌٢٩)‌؛ که البته وع ماده تغییر فاز به کار برده شده در این جلیقه مشخص نیست‌.
نتیجه‌گیری
نتایج مطالا حاضر نبثبان داد کا استفاده از ترکیب پارافین آماده شده از مواد تجاری ارزان‌قیمت همراه با یخ در داخل بسته‌های جلیقه خنک‌کننده می‌تواند گرمای نهان ذوب این بسته‌ها را افزایش داده و به مقدار گرمای نهان ذوب ترکیبات پارافین خالص گران‌قیمت برساند. به‌علاوه جلیقه طراحی شده با گستره نقطه ذوب مناسب و نزدیک به دمای طبیعی پوست بدن باعث ایجاد تحریک پوستی ناشی از سرما نمی‌شود.
همچنین نتایج نشان داد که استفاده از جلیقه خنک‌کننده ترکیبی آب و پارافین طراحی شده از طریق کاهش ضربان قلب‌، دمای دهانی‌، دمای پوست و میزان تعریق می‌تواند در کنترل تنش گرمایی موثر باشد؛ بنابراین این جلیقه با هزینه ساخت کم می‌تواند در فرایندهای گرم و شرایط اقلیمی گرم با ایجاد سرمای مطلوب برای پیشگیری از تنش گرمایی و افزایش پایداری فیزیولوژیکی در برابر گرما مورد استفاده قرار گیرد.