[发明专利]一种以计算机散热为热源的人体热舒适改善装置

说明书

本发明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。

技术领域

本发明属于人体增温设备技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明采用如下技术方案：

本发明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。