专利名称：蒸发冷却与半导体制冷联合的机房大小环境用空调系统的制作方法
技术领域：
本发明属于空调制冷技术领域，具体涉及一种蒸发冷却与半导体制冷联合的机房大小环境用空调系统。
背景技术：
机房中都安装有大量的计算机设备，如服务器、路由器、存储设备、交换机等。这些设备均会以传热、对流、辐 射的方式向机房散发热量，机房的温度迅速上升；同时，机房又有潜热量小，设备密集的区域发热量集中的特点。这样，在机房和设备密集的区域分别形成了大、小环境。对于机房，人员很少入内，所以大环境只需满足最基本的温湿度要求。在设备散热密集区，散热量集中，显热量大，潜热量小，所以小环境在满足了大环境的温湿度基础上，再辅助其它形式的制冷，将集中的热量吸收，可使设备区域温度降低，改善了设备工作环境，从而提高了设备工作性能和运行可靠性。目前，机房空调系统采用的蒸发式冷气机，它受环境影响较大，对机房的温湿度控制精度不高，尤其是使用在精密仪器的机房，就必须辅助以其它形式的制冷来满足温湿度的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种蒸发冷却与半导体制冷联合的机房大小环境用空调系统，不仅占用空间小，而且减少了冷、热风的混合损失，提高了制冷量的利用率。本发明所采用的技术方案是，蒸发冷却与半导体制冷联合的机房大小环境用空调系统，包括有蒸发式冷气机和多个半导体制冷装置，蒸发式冷气机通过送风管道与机房的大环境连通，半导体制冷装置通过陶瓷槽固定于机房小环境内设置的机柜中，与蒸发式冷气机对应的机房的墙壁上设置有多个排风口。本发明的特点还在于，蒸发式冷气机，包括有机组壳体，机组壳体侧壁上设置有进风口，机组壳体内按空气进入方向设置有填料，填料的后部设置有风机，风机所对应的机组壳体侧壁上设置有送风口，填料的上部设置有布水器，填料的下部设置有集水箱，集水箱内设置有水过滤器和补水阀，布水器通过供水管与集水箱内的水过滤器连通，供水管上还设置有循环水泵。填料的材料为纸质、金属、多孔陶瓷或PVC中的一种。风机为变频风机，采用交流电源供电。补水阀采用浮球阀或电磁阀。半导体制冷装置包括有半导体制冷片，半导体制冷片一侧与冷端冷却器连接，半导体制冷片与冷端冷却器之间设置有导热绝缘层，半导体制冷片的另一侧与热端散热器连接，半导体制冷片与热端散热器之间也设置有导热绝缘层。半导体制冷装置中的半导体制冷片采用单片式或多片式，连接方式为串联或并联。半导体制冷装置中的冷端冷却器和热端散热器均采用肋片形式，肋片形式采用不同的截面形式。半导体制冷装置中的冷端冷却器和热端散热器的端面上涂有一层低热阻的绝缘漆。半导体制冷装置采用直流电源。本发明的有益效果在于，I)本发明的空调系统采用蒸发冷却空调技术，与传统的压缩式机械制冷相比较， 不仅具有制冷剂为天然冷源水，不释放温室气体、对臭氧层没有破坏，环境友好型的特点；同时，具有结构简单、耗功率小的特点。2)本发明的空调系统在机房大环境中采用蒸发式冷气机提供降温的空气，满足环境温湿度的要求；在设备散热集中的小环境中辅助半导体制冷，进一步降低设备的环境温度，提高它的工作性能和运行可靠性；两者联合，应用在机房的大小环境中，达到了节能的特点。3)本发明的空调系统中蒸发式冷气机，采用直流式系统，既能提供全新风，保证室内良好的空气品质，又能对新风进行过滤，降低机房含尘量，起到净化作用。4)本发明的空调系统中设置有半导体制冷装置，无复杂的管路设备，具有占用空间小，制冷时间快、便于安装的特点。
图I是本发明的空调系统王视图；图2是本发明的空调系统左视图；图3是本发明的空调系统中的蒸发式冷气机的结构示意图；图4是本发明的空调系统中的半导体制冷装置的结构示意图。图中，1.蒸发式冷气机，2.半导体制冷装置,3.陶瓷槽,4.机柜,5.排风口，6.布水器，7.风机，8.循环水泵，9.水过滤器，10.填料，11.补水阀，12.集水箱，13.冷端冷却器，14.热端散热器，15.导热绝缘层，16.半导体制冷片。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明进行详细说明。本发明的蒸发冷却与半导体制冷联合的机房大小环境用空调系统，其结构如图I所示，包括有蒸发式冷气机I和多个半导体制冷装置2，如图2所示，蒸发式冷气机I通过送风管道与机房的大环境连通，半导体制冷装置2通过陶瓷槽3固定于机房小环境内设置的机柜4中，与蒸发式冷气机I对应的机房的墙壁上设置有多个排风口 5。蒸发式冷气机1，其结构如图3所示，包括有机组壳体，机组壳体侧壁上设置有进风口，机组壳体内按空气进入方向设置有填料10，填料10的后部设置有风机7，风机7所对应的机组壳体侧壁上设置有送风口，填料10的上部设置有布水器6，填料10的下部设置有集水箱12，集水箱12内设置有水过滤器9和补水阀11，布水器6通过供水管与集水箱12内的水过滤器9连通，供水管上还设置有循环水泵8。其中，填料10的材料为纸质、金属、多孔陶瓷或PVC中的一种。风机7为变频风机，采用交流电源供电，通过控制，可实现节能。补水阀11采用浮球阀或电磁阀。半导体制冷装置2，其结构如图4所示，包括有半导体制冷片16，半导体制冷片16一侧与冷端冷却器13连接，半导体制冷片16与冷端冷却器13之间设置有导热绝缘层15，半导体制冷片16的另一侧与热端散热器14连接，半导体制冷片16与热端散热器14之间也设置有导热绝缘层15。半导体制冷装置2中的半导体制冷片16采用的方式有单片式或多片式，多片式半导体制冷片16的连接方式有串联或并联。半导体制冷装置2采用直流电源，半导体制冷装置2中的冷端冷却器13和热端散热器14均采用肋片形式，增强换热，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。冷端冷却器13和热端散热器14端面上涂有一层低热阻的绝缘漆形成导热绝缘层，以达到良好的绝缘效果。本发明所使用的蒸发式冷气机I是基于蒸发冷却空调技术，利用空气与水接触，进行热湿交换，水蒸发吸热，带走空气中的热量，从而使空气的温度降低和加湿。蒸发式冷气机I中核心元件是填料10，循环水泵8将集水箱12中的水送到填料10顶部的布水器6，布水器6将水均匀的喷淋到填料10上，新风经过风机7的动力，经过填料10，与其上的水膜进行热湿交换，从填料10落下的水最后落入下面的集水箱12，再通过循环水泵8进行循环。其中，由于填料10还具有除尘性和抗菌性，经过蒸发式冷气机I后的空气也进行了过滤，降低了机房含尘量，满足洁净度要求。机房的大环境中使用蒸发式冷气机I向机房输送降温的空气。机房的小环境中使用半导体制冷装置2，半导体制冷装置2基于半导体材料，在通入电流的情况下，形成的冷端和热端，可用于制冷。在半导体制冷装置2中，冷端冷却器13置于机柜内侧，表面设置换热器，吸收设备散发的热量，可对机柜里面的空气进行冷却，降低设备工作环境的温度；热端散热器14置于机柜外侧，表面设置换热器，将吸收的热量散发。当机房的小环境制冷量需求变化时，可通过改变电压来实现。如图I及图2所示，本发明的核心是蒸发式冷气机I、半导体制冷装置2以及机房内形成的大、小环境。机房的冷却分为两部分大环境冷却和小环境冷却。利用蒸发冷却空调技术，将室外新风在蒸发式冷气机里进行处理，然后通过风管和风口将处理的空气送到机房的大环境，满足机房温湿度的要求；同时，在机房的机柜上布置半导体制冷装置2，利用机柜安装的半导体制冷装置，对散热设备进行辅助降温，在设备散发热量的密集区，就对热量进行吸收，使得设备环境温度降低，同时减少了冷、热风混合损失。通过蒸发式冷气机和半导体制冷的联合，满足了机房大小环境空气调节的要求。本发明的基于蒸发冷却与半导体制冷联合运行的机房用空调系统的工作过程在机房需要制冷期间，开启蒸发式冷气机I，循环水泵8将集水箱12中的水送到填料10顶部的布水器6中，布水器6将水喷淋到填料10上，在填料10上形成均匀的水膜，室外新风通过填料10，和填料10上的水膜进行热湿交换，空气被降温、加湿；然后通过风机7，经过风管和风口将降温和加湿后的空气送入到机房中，来调节大环境的温、湿度，使它满足室内温湿度的要求，再通过机房内的排风口 5排到室外。开启半导体制冷装置2，电流通过半导体制冷片16，半导体制冷片16开始制冷，其中冷端冷却器13吸收机柜内侧设备散发的热量,再从热端散热器14将热量散发出去，来调节小环境的温度，使得设备散热集中的机柜内侧的 温度降低。
权利要求
1.蒸发冷却与半导体制冷联合的机房大小环境用空调系统，其特征在于，包括有蒸发式冷气机(I)和多个半导体制冷装置(2)，所述蒸发式冷气机(I)通过送风管道与机房的大环境连通，所述半导体制冷装置(2)通过陶瓷槽(3)固定于机房小环境内设置的机柜(4)中，与所述蒸发式冷气机(I)对应的机房的墙壁上设置有多个排风口( 5 )。
2.按照权利要求I所述的蒸发冷却与半导体制冷联合的机房大小环境用空调系统，其特征在于，所述蒸发式冷气机(I )，包括有机组壳体，所述机组壳体侧壁上设置有进风口，所述机组壳体内按空气进入方向设置有填料(10)，所述填料(10)的后部设置有风机(7)，所述风机(7)所对应的机组壳体侧壁上设置有送风口，所述填料(10)的上部设置有布水器(6)，所述填料(10)的下部设置有集水箱(12)，所述集水箱(12)内设置有水过滤器(9)和补水阀(11)，所述布水器(6)通过供水管与所述集水箱(12)内的水过滤器(9)连通，所述供水管上还设置有循环水泵(8)。
3.按照权利要求2所述的蒸发冷却与半导体制冷联合的机房大小环境用空调系统，其特征在于，所述填料(10)的材料为纸质、金属、多孔陶瓷或PVC中的一种。
4.按照权利要求2所述的蒸发冷却与半导体制冷联合的机房大小环境用空调系统，其特征在于，所述风机(7)为变频风机，采用交流电源供电。
5.按照权利要求2所述的蒸发冷却与半导体制冷联合的机房大小环境用空调系统，其特征在于，所述补水阀(11)采用浮球阀或电磁阀。
6.按照权利要求I所述的蒸发冷却与半导体制冷联合的机房大小环境用空调系统，其特征在于，所述半导体制冷装置(2)包括有半导体制冷片(16)，所述半导体制冷片(16) —侧与冷端冷却器(13)连接，所述半导体制冷片(16)与所述冷端冷却器(13)之间设置有导热绝缘层(15)，所述半导体制冷片(16)的另一侧与热端散热器(14)连接，所述半导体制冷片(16)与所述热端散热器(14)之间也设置有导热绝缘层(15)。
7.按照权利要求6所述的蒸发冷却与半导体制冷联合的机房大小环境用空调系统，其特征在于，所述半导体制冷装置(2)中的半导体制冷片(16)采用单片式或多片式，连接方式为串联或并联。
8.按照权利要求6所述的蒸发冷却与半导体制冷联合的机房大小环境用空调系统，其特征在于，所述半导体制冷装置(2)中的冷端冷却器(13)和热端散热器(14)均采用肋片形式，肋片形式采用不同的截面形式。
9.按照权利要求6所述的蒸发冷却与半导体制冷联合的机房大小环境用空调系统，其特征在于，所述半导体制冷装置(2)中的冷端冷却器(13)和热端散热器(14)的端面上涂有一层低热阻的绝缘漆。
10.按照权利要求6所述的蒸发冷却与半导体制冷联合的机房大小环境用空调系统，其特征在于，所述半导体制冷装置(2)采用直流电源。
全文摘要
本发明公开的蒸发冷却与半导体制冷联合的机房大小环境用空调系统，包括有蒸发式冷气机和多个半导体制冷装置，蒸发式冷气机通过送风管道与机房的大环境连通，半导体制冷装置通过陶瓷槽固定于机房小环境内设置的机柜中，与蒸发式冷气机对应的机房的墙壁上设置有多个排风口。本发明蒸发冷却与半导体制冷联合的机房大小环境用空调系统是蒸发冷却空调技术与半导体制冷两者的联合，设计了应用于机房大小环境的空调系统，达到节能的效果，此外不仅占用空间小，而且减少了冷、热风的混合损失，提高制冷量的利用率。
文档编号F24F5/00GK102967016SQ20121046886
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月19日 优先权日2012年11月19日
发明者黄翔, 刘佳莉, 孙哲, 范坤 申请人:西安工程大学