專利名稱：基于蒸發冷卻與半導體制冷聯合運行的機房大小環境空調的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于空調制冷技術領域，具體涉及一種基于蒸發冷卻與半導體制冷聯合運行的機房大小環境用空調。
背景技術：
機房中都安裝有大量的計算機設備，如:服務器、路由器、存儲設備、交換機等。這些設備均會以傳熱、對流、輻射的方式向機房散發熱量，機房的溫度迅速上升；同時，機房又有潛熱量小，設備密集的區域發熱量集中的特點。這樣，在機房和設備密集的區域分別形成了大、小環境。對于機房，人員很少入內，所以大環境只需滿足最基本的溫濕度要求。在設備散熱密集區，散熱量集中，顯熱量大，潛熱量小，所以小環境在滿足了大環境的溫濕度基礎上，再輔助其它形式的制冷，將集中的熱量吸收，可使設備區域溫度降低，改善了設備工作環境，從而提高了設備工作性能和運行可靠性。目前，機房空調采用的蒸發式冷氣機，它受環境影響較大，對機房的溫濕度控制精度不高，尤其是使用在精密儀器的機房，就必須輔助以其它形式的制冷來滿足溫濕度的要求。
發明內容本實用新型的目的在于提供一種基于蒸發冷卻與半導體制冷聯合運行的機房大小環境空調，不僅占用空間小，而且減少了冷、熱風的混合損失，提高了制冷量的利用率。本實用新型所采用的技術方案是，基于蒸發冷卻與半導體制冷聯合運行的機房大小環境空調，包括有蒸發式冷氣機和多個半導體制冷裝置，蒸發式冷氣機通過送風管道與機房的大環境連通，半導體制冷裝置通過陶瓷槽固定于機房小環境內設置的機柜中，與蒸發式冷氣機對應的機房的墻壁上設置有多個排風口。本實用新型的特點還在于，蒸發式冷氣機，包括有機組殼體，機組殼體側壁上設置有進風口，機組殼體內按空氣進入方向設置有填料，填料的后部設置有風機，風機所對應的機組殼體側壁上設置有送風口，填料的上部設置有布水器，填料的下部設置有集水箱，集水箱內設置有水過濾器和補水閥，布水器通過供水管與集水箱內的水過濾器連通，供水管上還設置有循環水泵。填料的材料為紙質、金屬、多孔陶瓷或PVC中的一種。風機為變頻風機，采用交流電源供電。補水閥采用浮球閥或電磁閥。半導體制冷裝置包括有半導體制冷片，半導體制冷片一側與冷端冷卻器連接，半導體制冷片與冷端冷卻器之間設置有導熱絕緣層，半導體制冷片的另一側與熱端散熱器連接，半導體制冷片與熱端散熱器之間也設置有導熱絕緣層。半導體制冷裝置中的半導體制冷片采用單片式或多片式，連接方式為串聯或并聯。半導體制冷裝置中的冷端冷卻器和熱端散熱器均采用肋片形式，肋片形式采用不同的截面形式。半導體制冷裝置中的冷端冷卻器和熱端散熱器的端面上涂有一層低熱阻的絕緣漆。半導體制冷裝置采用直流電源。本實用新型的有益效果在于，I)本實用新型的空調采用蒸發冷卻空調技術，與傳統的壓縮式機械制冷相比較，不僅具有制冷劑為天然冷源水，不釋放溫室氣體、對臭氧層沒有破壞，環境友好型的特點；同時，具有結構簡單、耗功率小的特點。2)本實用新型的空調在機房大環境中采用蒸發式冷氣機提供降溫的空氣，滿足環境溫濕度的要求；在設備散熱集中的小環境中輔助半導體制冷，進一步降低設備的環境溫度，提高它的工作性能和運行可靠性；兩者聯合，應用在機房的大小環境中，達到了節能的特點。3)本實用新型的空調中蒸發式冷氣機，采用直流式系統，既能提供全新風，保證室內良好的空氣品質，又能對新風進行過濾，降低機房含塵量，起到凈化作用。4)本實用新型的空調中設置有半導體制冷裝置，無復雜的管路設備，具有占用空間小，制冷時間快、便于安裝的特點。
圖1是本實用新型的空調主視圖；圖2是本實用新型的空調左視圖；圖3是本實用新型的空調中的蒸發式冷氣機的結構示意圖；圖4是本實用新型的空調中的半導體制冷裝置的結構示意圖。圖中，1.蒸發式冷氣機，2.半導體制冷裝置,3.陶瓷槽,4.機柜,5.排風口，6.布水器，7.風機，8.循環水泵，9.水過濾器，10.填料，11.補水閥，12.集水箱，13.冷端冷卻器，14.熱端散熱器，15.導熱絕緣層，16.半導體制冷片。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型進行詳細說明。本實用新型基于蒸發冷卻與半導體制冷聯合運行的機房大小環境空調，其結構如圖1所示，包括有蒸發式冷氣機I和多個半導體制冷裝置2，如圖2所示，蒸發式冷氣機I通過送風管道與機房的大環境連通，半導體制冷裝置2通過陶瓷槽3固定于機房小環境內設置的機柜4中，與蒸發式冷氣機I對應的機房的墻壁上設置有多個排風口 5。蒸發式冷氣機1，其結構如圖3所示，包括有機組殼體，機組殼體側壁上設置有進風口，機組殼體內按空氣進入方向設置有填料10，填料10的后部設置有風機7，風機7所對應的機組殼體側壁上設置有送風口，填料10的上部設置有布水器6，填料10的下部設置有集水箱12，集水箱12內設置有水過濾器9和補水閥11，布水器6通過供水管與集水箱12內的水過濾器9連通，供水管上還設置有循環水泵8。[0030]其中，填料10的材料為紙質、金屬、多孔陶瓷或PVC中的一種。風機7為變頻風機，采用交流電源供電，通過控制，可實現節能。補水閥11采用浮球閥或電磁閥。半導體制冷裝置2，其結構如圖4所示，包括有半導體制冷片16，半導體制冷片16一側與冷端冷卻器13連接，半導體制冷片16與冷端冷卻器13之間設置有導熱絕緣層15，半導體制冷片16的另一側與熱端散熱器14連接，半導體制冷片16與熱端散熱器14之間也設置有導熱絕緣層15。半導體制冷裝置2中的半導體制冷片16采用的方式有單片式或多片式，多片式半導體制冷片16的連接方式有串聯或并聯。半導體制冷裝置2采用直流電源，半導體制冷裝置2中的冷端冷卻器13和熱端散熱器14均采用肋片形式，增強換熱，其中肋片形式采用不同的截面形式、等截面形式或不等截面形式。冷端冷卻器13和熱端散熱器14端面上涂有一層低熱阻的絕緣漆形成導熱絕緣層，以達到良好的絕緣效果。本實用新型所使用的蒸發式冷氣機I是基于蒸發冷卻空調技術，利用空氣與水接觸，進行熱濕交換，水蒸發吸熱，帶走空氣中的熱量，從而使空氣的溫度降低和加濕。蒸發式冷氣機I中核心元件是填料10，循環水泵8將集水箱12中的水送到填料10頂部的布水器6，布水器6將水均勻的噴淋到填料10上，新風經過風機7的動力，經過填料10，與其上的水膜進行熱濕交換，從填料10落下的水最后落入下面的集水箱12，再通過循環水泵8進行循環。其中，由于填料10還具有除塵性和抗菌性，經過蒸發式冷氣機I后的空氣也進行了過濾，降低了機房含塵量，滿足潔凈度要求。機房的大環境中使用蒸發式冷氣機I向機房輸送降溫的空氣。機房的小環境中使用半導體制冷裝置2，半導體制冷裝置2基于半導體材料，在通入電流的情況下，形成的冷端和熱端，可用于制冷。在半導體制冷裝置2中，冷端冷卻器13置于機柜內側，表面設置換熱器，吸收設備散發的熱量，可對機柜里面的空氣進行冷卻，降低設備工作環境的溫度；熱端散熱器14置于機柜外側，表面設置換熱器，將吸收的熱量散發。當機房的小環境制冷量需求變化時，可通過改變電壓來實現。如圖1及圖2所示，本實用新型的核心是蒸發式冷氣機1、半導體制冷裝置2以及機房內形成的大、小環境。機房的冷卻分為兩部分:大環境冷卻和小環境冷卻。利用蒸發冷卻空調技術，將室外新風在蒸發式冷氣機里進行處理，然后通過風管和風口將處理的空氣送到機房的大環境，滿足機房溫濕度的要求；同時，在機房的機柜上布置半導體制冷裝置2，利用機柜安裝的半導體制冷裝置，對散熱設備進行輔助降溫，在設備散發熱量的密集區，就對熱量進行吸收，使得設備環境溫度降低，同時減少了冷、熱風混合損失。通過蒸發式冷氣機和半導體制冷的聯合，滿足了機房大小環境空氣調節的要求。本實用新型基于蒸發冷卻與半導體制冷聯合運行的機房大小環境空調的工作過程:在機房需要制冷期間，開啟蒸發式冷氣機I，循環水泵8將集水箱12中的水送到填料10頂部的布水器6中，布水器6將水噴淋到填料10上，在填料10上形成均勻的水膜，室外新風通過填料10，和填料10上的水膜進行熱濕交換，空氣被降溫、加濕；然后通過風機7，經過風管和風口將降溫和加濕后的空氣送入到機房中，來調節大環境的溫、濕度，使它滿足室內溫濕度的要求，再通過機房內的排風口 5排到室外。開啟半導體制冷裝置2，電流通過半導體制冷片16，半導體制冷片16開始制冷，其中冷端冷卻器13吸收機柜內側設備散發的熱量,再從熱端散熱器14將熱量散發出去，來調節小環境的溫度，使得設備散熱集中的機柜內側的溫度降低。
權利要求1.基于蒸發冷卻與半導體制冷聯合運行的機房大小環境空調，其特征在于，包括有蒸發式冷氣機(I)和多個半導體制冷裝置(2)，所述蒸發式冷氣機(I)通過送風管道與機房的大環境連通，所述半導體制冷裝置(2)通過陶瓷槽(3)固定于機房小環境內設置的機柜(4)中，與所述蒸發式冷氣機(I)對應的機房的墻壁上設置有多個排風口( 5 )。
2.按照權利要求1所述的基于蒸發冷卻與半導體制冷聯合運行的機房大小環境空調，其特征在于，所述蒸發式冷氣機(I )，包括有機組殼體，所述機組殼體側壁上設置有進風口，所述機組殼體內按空氣進入方向設置有填料(10)，所述填料(10)的后部設置有風機(7)，所述風機(7)所對應的機組殼體側壁上設置有送風口，所述填料(10)的上部設置有布水器(6)，所述填料(10)的下部設置有集水箱(12)，所述集水箱(12)內設置有水過濾器(9)和補水閥(11)，所述布水器(6)通過供水管與所述集水箱(12)內的水過濾器(9)連通，所述供水管上還設置有循環水泵(8)。
3.按照權利要求2所述的基于蒸發冷卻與半導體制冷聯合運行的機房大小環境空調，其特征在于，所述填料(10)的材料為紙質、金屬、多孔陶瓷或PVC中的一種。
4.按照權利要求2所述的基于蒸發冷卻與半導體制冷聯合運行的機房大小環境空調，其特征在于，所述風機(7 )為變頻風機，采用交流電源供電。
5.按照權利要求2所述的基于蒸發冷卻與半導體制冷聯合運行的機房大小環境空調，其特征在于，所述補水閥(11)采用浮球閥或電磁閥。
6.按照權利要求1所述的基于蒸發冷卻與半導體制冷聯合運行的機房大小環境空調，其特征在于，所述半導體制冷裝置(2)包括有半導體制冷片(16)，所述半導體制冷片(16)一側與冷端冷卻器(13)連接，所述半導體制冷片(16)與所述冷端冷卻器(13)之間設置有導熱絕緣層(15)，所述半導體制冷片(16)的另一側與熱端散熱器(14)連接，所述半導體制冷片(16)與所述熱端散熱器(14)之間也設置有導熱絕緣層(15)。
7.按照權利要求6所述的基于蒸發冷卻與半導體制冷聯合運行的機房大小環境空調，其特征在于，所述半導體制冷裝置(2)中的半導體制冷片(16)采用單片式或多片式，連接方式為串聯或并聯。
8.按照權利要求6所述的基于蒸發冷卻與半導體制冷聯合運行的機房大小環境空調，其特征在于，所述半導體制冷裝置(2)中的冷端冷卻器(13)和熱端散熱器(14)均采用肋片形式，肋片形式采用不同的截面形式。
9.按照權利要求6所述的基于蒸發冷卻與半導體制冷聯合運行的機房大小環境空調，其特征在于，所述半導體制冷裝置(2)中的冷端冷卻器(13)和熱端散熱器(14)的端面上涂有一層低熱阻的絕緣漆。
10.按照權利要求6所述的基于蒸發冷卻與半導體制冷聯合運行的機房大小環境空調，其特征在于，所述半導體制冷裝置(2 )采用直流電源。
專利摘要本實用新型公開的基于蒸發冷卻與半導體制冷聯合運行的機房大小環境空調，包括有蒸發式冷氣機和多個半導體制冷裝置，蒸發式冷氣機通過送風管道與機房的大環境連通，半導體制冷裝置通過陶瓷槽固定于機房小環境內設置的機柜中，與蒸發式冷氣機對應的機房的墻壁上設置有多個排風口。本實用新型蒸發冷卻與半導體制冷聯合的機房大小環境用空調是蒸發冷卻空調技術與半導體制冷兩者的聯合，設計了應用于機房大小環境的空調，達到節能的效果，此外不僅占用空間小，而且減少了冷、熱風的混合損失，提高制冷量的利用率。
文檔編號F24F5/00GK202955804SQ20122061368
公開日2013年5月29日 申請日期2012年11月19日 優先權日2012年11月19日
發明者黃翔, 劉佳莉, 孫哲, 范坤 申請人:西安工程大學