恶劣的高温工作环境存在于多个行业,然而由于工作场景或条件的限制,往往无法给这些行业的作业人员配置空调等降温措施,因而他们不得不经常处于高温威胁之中。同时,随着全球变暖及夏季极端高温天气的频发,普通民众也越发关心个人的热舒适需求。为了保障高温环境下人体正常的生命健康、维持人体热舒适性,液体冷却服的开发与研究具有十分重要的现实意义。近年来随着液冷服发展的民用化,对系统进一步提出了便携、舒适等使用需求。因此,本文围绕便携式液冷服系统的系统设计及其热舒适性进行研究,主要研究内容及创新点如下:1)建立了人体-液冷服-环境传热理论模型。为了便于工程应用,更加关注液冷服系统不同设计参数对散热性能的影响,从而能够系统的指导液冷服的优化与设计,我们基于人体-液冷服-环境三者之间的换热关系,分析了系统的传热路径并确定各个部分的热阻分布,最终通过求解液冷服冷却管路微元的能量守恒方程,建立了液冷服系统的传热理论模型。经过实验验证,模型的相对误差不超过10%。2)提出了“热不舒适时间占比”指标,用于液冷服样品测试中热舒适性能的评价。通过改进的暖体假人测试法搭建了液冷服性能测试台架,然后采用正交试验方法衡量不同参数对液冷服系统工作性能及热舒适性能的影响。实验结果表明,对于便携冰蓄冷式液冷服系统而言,其可持续工作时间虽然能够达到82.77 mins,但工作过程中不舒适时间占比达到了57.6%。统计学分析进一步表明,冰量直接影响水温变化,因而是对热舒适性能影响最为显著的因素。3)建立了液冷服着装人体的热舒适模型。为了获得液冷服着装人体的生理效果及其热舒适主观评价,进行了志愿者真人实验,比较了不同参数对液冷服着装人体热舒适性的影响。结果发现,水温比皮肤温度、人体核心温度等生理指标更能反应人体实时的热舒适性。利用实验所采集得到的数据集,基于机器学习建立了适用于液冷服着装人体的热舒适预测模型,模型经过验证准确率达92.47%,可以用于液冷服着装人体热舒适性的智能控制。4)研制了一种高舒适、长续航、智能温控的便携式液冷服系统。为了解决便携冰蓄冷式液冷服系统工作时水温无法控制的问题,对整体系统及结构进行了优化改进,并增加了水温智能调控系统。通过控制高低温冷却液的混合出流过程,配套控制算法,实现了水温的精准调控。同时经过实验测试发现,由于提高了冷源利用效率,系统的工作时间延长了37.2%。另外,为了个性化满足不同着装人体的热舒适,还配套设计了手机小程序,用户可通过手机小程序来设定目标温度,从而更能符合个体实际的降温需求。