一种基于热电转换的智能节能控温系统的制作方法

本发明属于智能节能、温度控制领域，特别涉及一种用于计算机主机的智能节能温度控制系统。

背景技术：

对于一些特殊场所的计算机主机机箱，例如多台主机一起堆放在一起的服务器主机，或者需要处理很大数据量的主机，在环境温度高的情况下由于散热效果不好会造成主机过热因而产生故障。

其次，对于散热效果正常的主机，由于需要把机箱内部热量排出机箱外，在机箱一侧或多侧会开一些散热窗口或散热槽，这样会使机箱内的部件易受电磁干扰。同时，排出机箱的热量在一定程度上会对环境产生一些影响。

市场上现有的智能节能控温装置，已有一种运用于云端的伺服器中，包括有多个散热风扇、第一导风罩、第二导风罩、智能节能控温模组以及红外线热源检测器。其中第一导风罩用以将伺服器内的第二热源降温，第二导风罩是将伺服器内的第一热源降温；智能节能控温模组，设置于该些散热风扇其中的一的一侧边；红外线热源检测器，设置于该智能节能控温模组上，用以远距检测该第一热源以及该第二热源的温度。通过结合红外线热源检测的技术与智能节能控温模组上设置的一微处理器控制风扇的运作，如提高转速或降低转速，或减少风扇的数量，能有效地调整散热风扇的运作以及整体节能控温装置的工作温度。

技术实现要素：

本发明的目的，在于提供一种基于热电转换的智能节能控温系统，其具有更节约能源、电磁干扰更小，抗电磁干扰能力更强的特点。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种基于热电转换的智能节能控温系统，包括集热材料装置、热电转换电池装置、储能装置、导热装置和风扇散热装置；

导热装置位于主机内热生成比较大的元器件表面；

风扇散热装置设于计算机主机机箱内部一侧，用于将导热装置和主机元件表面的热量吹到机箱内部另一侧的集热材料装置上；

集热材料装置设于计算机主机机箱相对应风扇散热装置的另一侧，用于吸收机箱内热量；

热电转换电池装置与集热材料装置连接，用于将集热材料装置吸收的热量转换为电能并输出至储能装置；

储能装置用于为风扇散热装置或计算机主机外部usb接口供电。

上述集热材料装置以辐射吸收率高的材料呈扁平状贴合于主机机箱一个侧面的内侧。

上述集热材料装置采用电镀金属涂层或将微粒状的活性炭粘在金属板上制成。

上述热电转换电池装置包括二金属板和热电转换材料，其中，一个金属板作为加热极贴合集热材料装置，另一金属板作为发射极置于加热极外侧，二金属板之间填充热电转换材料，热电转换材料由于温差产生电流，为储能装置供电。

上述作为加热极的金属板四周绝缘。

上述储能装置采用锂电池。

采用上述方案后，本发明与现有技术相比，具有以下优点：

市场上的现有计算机主机智能节能温度控制技术，是通过风扇把机箱内部热量从散热窗吹到机箱外部来进行散热。本发明采用全封闭式集热散热结构，并利用热-电能量转换原理，散热完全在机箱内部进行，主机机箱不需要开散热窗和散热槽，由风扇将机箱内部热量吹到位于机箱一侧的集热材料上，这样可以把大部分系统造成的热量收集并转换成电能补偿机箱内需要电驱动的板块。实现智能节能型温度控制，相比市场上已有的智能节能温度控制技术，在良好控制机箱内的温度的同时，可以大幅度降低机箱内部器件受电磁干扰的程度，增强了抗电磁干扰性；同时减少了对外界的电磁干扰，也减少了热输出；并能节约能源；还可以减少外界灰尘等对机箱内部的污染，从而延长主机的寿命。

附图说明

图1是本发明的原理图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是电源补偿流程图；

图4是复合背板结构及热电转换电池与充电电池连接图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。

如图2所示，本发明提供一种基于热电转换的智能节能控温系统，包括集热材料装置1、热电转换电池装置、储能装置5、导热装置和风扇散热装置，下面分别介绍。

所述集热材料装置设于计算机主机机箱的后部侧面，其以辐射吸收率高的材料呈扁平状贴合于主机机箱的后部一个侧面的内侧，用以吸收主动对流带来的热量。

所述热电转换电池装置4与集热材料装置连接，用于将集热材料装置吸收的热量转换为电能，对系统电源的电池部分进行供电；在本实施例中，配合图4所示，热电转换电池装置包括加热极、发射极和热电转换材料，其中，以一金属板作为加热极贴合集热材料装置，以另一金属板作为发射极置于加热极外侧，两电极之间填充热电转换材料，热电转换材料由于温差产生电流，从而产生电流，为储能装置5充电。

由于温差不稳定，为了确保供电稳定，本实施例中设置储能装置，热电转换电池装置产生的电能供给储能装置，再由储能装置输出稳定的电源电压。

导热装置3主要由导热片构成，位于主机内热生成比较大的元器件表面，并位于集热材料装置的另一侧，使风扇易于把热量吹向位于机箱另一侧的集热材料。

风扇散热装置7由一个或多个风扇构成，视机箱内部板块大小决定，位置设于不安装集热材料装置的机箱另一侧，可以将导热装置和主机元件表面的热量吹到集热材料上。

结合图1、图3和图4所示，本发明的工作原理是：

(1)在计算机主机中，存在许多会释放大量热量的板块和元部件，例如cpu2、电源6等，为了使主机工作正常，需要进行散热处理，给这些板块和元部件加上导热装置，比如散热片，能较好地将板块和元部件上的热量导出。

(2)板块和元部件的热量被导热装置导出后，利用风扇产生强制对流，把导热装置表面的热量吹到机箱相对于风扇的另一侧。

(3)位于机箱相对于风扇另一侧的相对面积比较大的集热材料大幅度吸收机箱内因为强制对流引起的热量，集热材料表层由辐射吸收率高的材料构成。在本实施例中，集热材料可采用电镀金属涂层或者将微粒状的活性炭粘在金属板上制成。

(4)主机机箱后板由集热材料紧靠热电转换电池装置的加热极构成复合背板结构。集热材料位于内侧，和主机内部空气接触，将热量收集后传导给热电转换电池装置中的金属加热极，并将四周绝缘，防止其与主机机箱其他底板和侧板之间导电；发射极金属板位于外侧，和外侧空气充分接触，因此能够和主机内部温度形成温度差。在两金属板间填充热电转换材料。当内外金属板存在温度差时，由于热电转换材料的单向导热性，热量由内金属板传到外金属板，导致外金属板释放电子到内金属板，形成电流。热电转换材料可以采取ce(fexhfyptz)13等具有较好热电转换率的材料，其中：x的范围为0.85～0.90，y的范围为0.03～1-x，z的范围为0.005～0.45。

(5)热电转换中，由于温差产生的电势差主要和温差成正比，有如下公式：

eab＝c(t2-t1)

式中，t2为热端温度，t1为冷端温度，c为电偶常数，由热电转换材料决定。根据温差产生的电势差和冷端温度，就能计算出热端温度，从而根据集热材料吸收热的效率计算出机箱内大致温度。

(6)由于温差不稳定，产生的电势差也不稳定，因此，不能直接将产生的电势差用于驱动其它器件，需要一个外置的可充放电锂电池作为储能装置，可采用反复充放电锂电池，如现在普遍手机使用的锂电池，锂电池可以给作为散热装置的风扇供电，也可以给计算机主机外部usb接口供电。在平时应用中，计算机主机电源6为cpu主板及usb接口和风扇供电，当锂电池电量充足时，锂电池可以代替主机电源6给usb接口以及风扇供电。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。