一种以计算机散热为热源的人体热舒适改善装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出的一种以计算机散热为热源的人体热舒适改善装置，包括水冷散热单元、对流或热辐射换热单元、至少一个接触式换热单元；水冷散热单元包括设有微型水泵的定压水罐、多个金属制水冷头以及细水管；各接触式换热单元均分别包括半导体制冷片和取暖垫，半导体制冷片的散热端与取暖垫紧密贴合；定压水罐和各金属制水冷头通过细水管依次串联形成循环水通路，计算机机箱内的散热部件、对流或热辐射换热单元和各半导体制冷片的制冷端与相应的一个金属制水冷头紧密贴合。本装置首次将计算机散发的热量用于加热人体手脚等肢端部位，利用半导体制冷片的热电制冷特性，既能提高人体在偏冷环境下的热舒适水平，又能进一步提高计算机机箱的散热效率。

A Thermal Comfort Improvement Device for Human Body Using Computer Heat Dissipation as Heat Source

The invention provides a human thermal comfort improvement device with computer heat dissipation as heat source, which comprises a water-cooled heat dissipation unit, a convection or radiation heat transfer unit and at least one contact heat transfer unit; a water-cooled heat dissipation unit comprises a constant pressure water tank with a micro-pump, a plurality of metal water cooling heads and a thin water pipe; and each contact heat transfer unit includes a semiconductor refrigerating sheet and heating respectively. The cooling end of the semiconductor chiller is closely connected with the heating pad; the constant pressure water tank and the metal water cooling head are connected in series through the water pipes to form a circulating water passage; the cooling parts, convective or thermal radiation heat transfer units and the cooling end of the semiconductor chiller are closely connected with a corresponding metal water cooling head in the computer cabinet. For the first time, the heat emitted by the computer is used to heat the end of human limbs, such as hands and feet. By using the thermoelectric refrigeration characteristics of semiconductor refrigerators, the thermal comfort level of human body in a relatively cold environment can be improved, and the heat dissipation efficiency of computer chassis can be further improved.

【技术实现步骤摘要】
一种以计算机散热为热源的人体热舒适改善装置
本专利技术属于人体增温设备
，特别涉及一种以计算机散热为热源的人体热舒适改善装置。
技术介绍
在冬季采暖的房间，由于冷热空气密度的差异，容易出现热空气集中在房间的上部空间，而位于房间下部空间的人员活动区温度却相对较低的情况，即房间内会存在垂直温差。该问题在我国长江中下游地区广泛使用壁挂式空调机进行采暖的建筑中尤为突出。正因如此，即使房间在冬季有空调采暖，室内人员也经常会感觉手脚冰凉，产生明显的不舒适感。由于该问题的存在，室内人员通常需要额外的局部加热装置来保证人体热舒适。一些人体热舒适领域的研究表明，对人体的手、脚、腿等肢端部位进行局部加热可以有效地提高人体的热舒适水平，这就为室内采暖温度的降低提供了可能。降低室内采暖温度可以减小室内外传热温差，进而减少冬季建筑的采暖能耗。有学者通过建筑能耗模拟计算出室内采暖温度每下降1℃，采暖能耗大约可以下降10％，节能潜力十分可观。另一方面，采暖能耗的降低意味着化石能源的燃烧量减少，这将有助于缓解近年来困扰我国的雾霾问题。长时间使用台式计算机，尤其是使用数值计算、图形建模、视频播放等耗电量较大的功能时，需要对计算机内部元件比如CPU、显卡等进行冷却降温，以防止这些元件出现过热损坏的问题。目前大部分台式机箱采用的散热形式仍然是风冷，但随着计算机性能的日渐提高，其对于散热需求也越来越高，风冷散热已经逐渐暴露出了散热效率低、噪音大等问题，因此市面上渐渐地出现了越来越多的水冷散热机箱。水冷散热的实质是以冷却液(通常为水)为媒介，将CPU、显卡等元件的发热量携带出来，以更大的换热面积和更良好的换热环境将这些热量释放到周围的环境中。计算机运行期间，消耗的电能最终几乎全部会转化为热能，因此主机运行时的耗电功率与散热功率大小基本相同。计算机在办公、数据计算、游戏、播放视频等工况下的散热功率均在100W以上。通过相关的人体热舒适调节模型可以计算出为满足热舒适需求，人的双手、双脚所需补充的热量分别为10.0W和15.6W，远小于计算机的散热功率。因此如果能够有效地利用计算机的散热，将其用于对人体的局部身体部位加热，而不是直接将其排放到环境中，则既可以降低建筑的采暖能耗，又可以提高人体的热舒适。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服已有技术的不足之处，提供一种以计算机散热为热源的人体热舒适改善装置。该装置首次将计算机散发的热量用于加热人体手脚等肢端部位，利用半导体制冷片的热电制冷特性，既能够提高人体在偏冷环境下的热舒适水平，又能够进一步提高计算机机箱的散热效率。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提出的一种以计算机散热为热源的人体热舒适改善装置，其特征在于，包括水冷散热单元、对流或热辐射换热单元、至少一个接触式换热单元；所述水冷散热单元包括设有微型水泵的定压水罐、多个金属制水冷头以及细水管，各金属制水冷头上均分别开设有循环水进出口；各接触式换热单元均分别包括半导体制冷片和取暖垫，所述半导体制冷片的散热端与所述取暖垫紧密贴合；其中，所述定压水罐和各金属制水冷头通过所述细水管依次串联形成循环水通路，计算机机箱内的散热部件、所述对流或热辐射换热单元和各所述半导体制冷片的制冷端与相应的一个所述金属制水冷头紧密贴合。进一步地，所述对流或热辐射换热单元包括风扇、金属导流热管及微型翅片式换热器；其中，所述微型翅片式换热器的底端和金属导流热管固定，所述金属导流热管底部与相应水冷头的上表面紧密贴合，所述风扇安装于微型翅片式换热器面向人体的一侧。进一步地，所述对流或热辐射换热单元为一金属平板热管，该平板热管与相应水冷头上表面紧密贴合。本专利技术特点及有益效果：1、利用金属铜导热性良好的特点，采用铜制水冷头、导流热管分别与机箱散热部件、半导体制冷片热端进行充分的热量交换，并结合末端翅片将热量分散均匀，增大与空气的换热面积，能够实现热量的高效利用。2、由于循环水经过半导体制冷片、风扇冷却后的回水温度比普通水冷装置更低，因此本装置改善了水冷机箱的散热性能，使得电脑元件的性能可以充分发挥，不受高温影响。3、在强化计算机散热性能的基础上，将计算机散热直接用于加热人体手脚等肢端部位以改善人体的整体热舒适水平。有助于降低冬季房间内采暖温度，减小室内外传热温差进而降低采暖能耗，达到节能的效果，同时还可降低碳排放，缓解环境污染问题。附图说明图1为本专利技术实施例装置的整体结构示意图。图2为图1中A处局部放大图。图3为图1中B处局部放大图。图4为图1中C处局部放大图。具体实施方式以下结合附图及实施例对本专利技术技术方案进一步详细说明如下：参见图1，为本专利技术实施例的一种以计算机散热为热源的人体热舒适改善装置的整体结构示意图，该装置用于人体局部加热，包括水冷散热单元Ⅰ、对流或热辐射换热单元Ⅱ、至少一个接触式换热单元Ⅲ；水冷散热单元Ⅰ包括设有微型水泵3的定压水罐2、多个金属制水冷头1以及细水管4，各金属制水冷头1上均分别开设有循环水进出口；各接触式换热单元Ⅲ均分别包括半导体制冷片5和取暖垫6，半导体制冷片5的散热端与取暖垫6紧密贴合；其中，定压水罐2和各金属制水冷头1通过细水管4依次串联形成循环水通路，计算机机箱内的散热部件(使用时可选择机箱内散热量较大的部件，如CPU、北桥、显卡等)、对流或热辐射换热单元Ⅱ和各半导体制冷片5的制冷端与相应的一个金属制水冷头1紧密贴合。本专利技术实施例中各组成部件的具体实现方式及功能说明如下：本实施例的水冷散热单元Ⅰ包括设有微型水泵3(功率：3W～5W，流量：300L/h～500L/h)和通气孔的定压水罐2、多个水冷头1(本实施例共设有5个水冷头，分别是与计算机机箱内CPU和北桥贴合的2个水冷头，以及与对流或热辐射换热单元Ⅱ、用于加热手部的接触式换热单元和用于加热脚部的接触式换热单元相贴合的3个水冷头；此外，还可根据人体需要加热的部位，如还包括膝盖、腰部等，以及计算机机箱内散热部件的数量设置其他个数的水冷头)以及与各水冷头配套的细水管4。其中，本实施例的各水冷头均为一个封闭的铜制矩形箱体，在该箱体上分别开有与细水管4相连的进水口和出水口，在各水冷头1的一个表面通过涂抹的导热硅脂层与相应的散热或换热部件紧密贴合。水冷头1与计算机机箱内散热量较大部件(如CPU、北桥、显卡等)的连接示意参见图2(图中用箭头示意出了水流方向，其余图同)，与计算机散热部件相贴合的水冷头1背面的进、出水口与细水管4相连，利用微型潜水泵3实现水在细水管4中的循环流动，在流经水冷头1时带走机箱部件的散热，并随水的流动将热量传输至与细水管4相连的其他水冷头1处。定压水罐2通过通气孔与外界连通，成为该水路循环系统的定压点，还可作为容纳循环水的容器，防止安装、拆除本装置时细水管4内存水泄漏，同时方便定期更换管内循环水。本实施例的对流或热辐射换热单元Ⅱ采用对流换热方式，包括风扇7、纯铜导流热管8及微型翅片式换热器9，可放置于书桌上。其中，微型翅片式换热器9的底端和纯铜导流热管8固定(纯铜导流热管穿插在微型翅片式换热器的翅片之间)，纯铜导流热管8底部与相应水冷头1的上表面通过导热硅脂紧密贴合(参见图3)，风扇7安装于微型翅片式换热器9面向人体的一侧。纯铜导流热管8与其下方紧密贴合的水冷头本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以计算机散热为热源的人体热舒适改善装置，其特征在于，包括水冷散热单元(Ⅰ)、对流或热辐射换热单元(Ⅱ)、至少一个接触式换热单元(Ⅲ)；所述水冷散热单元(Ⅰ)包括设有微型水泵(3)的定压水罐(2)、多个金属制水冷头(1)以及细水管(4)，各金属制水冷头(1)上均分别开设有循环水进出口；各接触式换热单元(Ⅲ)均分别包括半导体制冷片(5)和取暖垫(6)，所述半导体制冷片(5)的散热端与所述取暖垫(6)紧密贴合；其中，所述定压水罐(2)和各金属制水冷头(1)通过所述细水管(4)依次串联形成循环水通路，计算机机箱内的散热部件、所述对流或热辐射换热单元(Ⅱ)和各所述半导体制冷片(5)的制冷端与相应的一个所述金属制水冷头(1)紧密贴合。

【技术特征摘要】
1.一种以计算机散热为热源的人体热舒适改善装置，其特征在于，包括水冷散热单元(Ⅰ)、对流或热辐射换热单元(Ⅱ)、至少一个接触式换热单元(Ⅲ)；所述水冷散热单元(Ⅰ)包括设有微型水泵(3)的定压水罐(2)、多个金属制水冷头(1)以及细水管(4)，各金属制水冷头(1)上均分别开设有循环水进出口；各接触式换热单元(Ⅲ)均分别包括半导体制冷片(5)和取暖垫(6)，所述半导体制冷片(5)的散热端与所述取暖垫(6)紧密贴合；其中，所述定压水罐(2)和各金属制水冷头(1)通过所述细水管(4)依次串联形成循环水通路，计算机机箱内的散热部件、所述对流或热辐射换热单元(Ⅱ)和各所述半导体制冷片(5)的制冷端与相应的一个所述金属制水冷头(1)紧密贴合。2.根据权利要求1所述的以计算机散热为热源的人体热舒适改善装置，其特征在于，所述计算机机箱内的散热部件包括CPU、北桥、显卡。3.根据权利要求1或2所述的以计算机散热为热源的人体热舒适改善装置，其特征在于，所述金属制水冷头(1)为铜制水冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓悦，曹彬，牟迪，朱颖心，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11