CN102235719A - 具湿度调节功能的空调设备 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种具湿度调节功能的空调设备，至少包括壳体、热交换装置、加湿装置及气流驱动装置。热交换装置包含主管路及旁支管路，用以对一气流进行热交换，其中旁支管路包含阀体，该阀体选择性地开启或关闭，以控制旁支管路是否对气流进行热交换。加湿装置邻设于气流的路径中，可对气流进行加湿。气流驱动装置用以驱动气流。本发明的空调设备可降低热交换装置的功率损耗及提高设备整体的送风效率，且增加热交换装置的可利用空间，进而提升冷却气流流量。

Description

具湿度调节功能的空调设备

技术领域

本发明关于一种空调设备，尤指一种具湿度调节功能的空调设备。

背景技术

随着科技快速地成长，时下出现最热门的新科技时代名词“云计算(cloudcomputing)”。事实上，云计算并非技术而是一种概念，其为基于计算机技术的运用，发展而成的一种网络交流型态，由远程提供各项科技性能服务，本质上即是一种分布式计算(distributed computing)。所谓分布式计算，就是同时让多台计算机，例如两台或数十万台，通过互相连结沟通的方式来进行运算，以完成用户给予的指令。通常，云计算服务提供通用浏览器存取的在线商业应用，使其大量的系统软件与数据储存在远程的大型数据中心(datacenter)，进而降低各个终端计算机硬设备的负担。目前，数据中心还结合绿色机房理念，通过服务器、储存以及网络等设备的集中化管理与虚拟化作业，减少闲置机器过多导致占地面积与电力损耗，并通过机房内的服务器、发电与空调设备的正确设计，进一步减少散热问题及控制耗电量。

一般设置于数据中心中的诸多电子设备皆设有电路板及电子元件，倘若数据中心的周围环境过于干燥，电路板及电子元件之间容易产生静电而造成损坏，亦或周围环境过于潮湿，电路板及电子元件长期处于该环境下容易发生锈蚀的缺失，因此数据中心须要设置高效率的恒温恒湿空调设备。由过去的经验以及一般的知识可知，空气处于相对高温的状态时，对其进行加湿的功效较为显著，但为同时达到可对空气进行降温以及必要时须对空气加湿的目的，部分恒温恒湿空调设备均于内部设置一隔板，用以分隔成主流道以及旁路流道，其中冷却元件设置于主流道，使一部份热空气于其入风口进入后通过冷却元件进行热交换以达降温效果，而另一部份未经冷却元件热交换的高温气流则经由旁路流道流经加湿器，以适时进行加湿功能。

然而，在空气中的湿度稳定且不需进行加湿的情况下，部份热空气仍会流过旁路流道，使得该部分的热空气混入主流道出口的冷空气中，造成已经冷却的冷空气温度再度上升，因而未能有效利用设备整体的送风效率。

另外，由于传统恒温恒湿空调设备于内部增设隔板，所以在空调设备体积不变及空气流量固定下，冷却元件能够利用的空间缩小，进而使可进行热交换的空气流量也跟着减少。

因此，如何发展一种可以解决上述现有技术所遭遇的问题与缺失的具湿度调节功能的空调设备，实为目前所迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种具湿度调节功能的空调设备，其通过设置一阀体于热交换装置中的旁支管路，用以选择性地控制热传介质是否进入旁支管路，且选择性地对气流进行加湿，以达到降低热交换装置的功率损耗以及提高设备整体的送风效率，并增加热交换装置的可利用空间，进而使可进行热交换的空气流量增加。

为达上述目的，本发明的较佳实施方式为提供一种具湿度调节功能的空调设备，至少包括：壳体；热交换装置，设置于壳体内，用以对一气流进行热交换，其中该热交换装置包含主管路及旁支管路，该旁支管路相对于该主管路且包含一阀体，该阀体选择性地开启或关闭，以控制旁支管路是否对该气流进行热交换；加湿装置，邻设于气流的路径中，可对该气流进行加湿；以及气流驱动装置，设置于壳体内，用以驱动气流。

为达上述目的，本发明的另一较佳实施方式为提供一种具湿度调节功能的空调设备，至少包括：热交换装置，包含主管路以及旁支管路，用以对一气流进行热交换，其中该旁支管路的路径上设置一阀体，该阀体选择性地开启或关闭，以使热传介质选择性地流通于旁支管路内；加湿装置，邻设于气流的路径中，且于阀体关闭时开启，以对该气流进行加湿；以及气流驱动装置，其架构于驱动气流。

附图说明

图1A：为本发明较佳实施例的具湿度调节功能的空调设备的结构示意图。

图1B：为图1A的内部结构示意图。

图2：简略地显示图1B的热交换装置的结构示意图。

图3A：显示本发明空调设备对输入气流进行热交换时同时开启阀体以及关闭加湿装置的结构示意图。

图3B：显示本发明空调设备对输入气流进行热交换时同时关闭阀体以及开启加湿装置的结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

2：空调设备               20：壳体

200：内部空间             201：第一开口

202：第二开口             203：第一区域

203a：第一侧              203b：第二侧

204：第二区域             21：热交换装置

210：输入管路             211：主管路

212：旁支管路             2120：阀体

213：输出管路             22：加湿装置

23：气流驱动装置          24：控制器

A_t1：输入气流             A_t2：输出气流

M_a：主气流                S_a1：经热交换后的旁支气流

S_a2：未经热交换的旁支气流

具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的方式上具有各种的变化，然其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图式在本质上当作说明之用，而非用以限制本发明。

本发明的具湿度调节功能的空调设备用于调节空气中的温度与湿度，使得系统设备，例如数据中心的数据处理设备，所处的环境空气能够保持在适当的温度及湿度下，进而达成冷却系统设备以及防止系统设备的电路板及电子元件发生静电或锈蚀的目的。请参阅图1A及1B，其中图1A为本发明较佳实施例的具湿度调节功能的空调设备的结构示意图；图1B为图1A的内部结构示意图。如图1A及1B所示，本发明的具湿度调节功能的空调设备2(后文中简称为空调设备)包括壳体20、热交换装置21、加湿装置22以及气流驱动装置23，其中壳体20包括内部空间200、第一开口201及第二开口202。于本实施例中，空调设备2将外界相对高温的输入气流A_t1(亦即待冷却的输入气流)经由第一开口201引导进入壳体20的内部空间200，而空调设备2会对该输入气流A_t1进行热交换，以降低输入气流A_t1的温度，再经由第二开口202排出冷却后的输出气流At2至壳体20外界，进而达到降低空气温度的目的。另外，当空气温度及湿度未达稳定状态时，空调设备2会对输入气流A_t1同时进行热交换与加湿的动作，再经由第二开口202排出冷却且加湿后的输出气流At2至壳体20外界，进而达到降低空气温度及增加空气湿度的目的。

于本实施例中，壳体20的内部空间200还包含第一区域203及第二区域204，其中第一区域203邻近于第一开口201且第二区域204邻近于第二开口202。热交换装置21设置于第一区域203，用以将第一开口201所导入的输入气流A_t1进行热交换。加湿装置22可选择性地设置于第一区域203或第二区域204内，用以选择性地对输入气流A_t1进行加湿。气流驱动装置23设置于第二区域204内，用以驱动气流。于本实施例中，气流驱动装置23为非轴流式风扇，例如鼓风机，但不以此为限。于一些实施例中，本发明的空调设备2还包括一控制器24，用以控制空调设备2的运作。

图2简略地显示图1B的热交换装置的结构示意图。如图1B以及图2所示，热交换装置21包含输入管路210、主管路211、旁支管路212以及输出管路213，其中主管路211与旁支管路212分别设置于第一区域203的第一侧203a与第二侧203b。输入管路210与主管路211以及旁支管路212相连接，用以输入热传介质，且输出管路213与主管路211以及旁支管路212连接，用以汇流输出热传介质。换言之，热传介质由输入管路210分别流入主管路211及旁支管路212，并于输出管路213会合，再经由输出管路213流出壳体20外。旁支管路212的路径上设置至少一阀体2120，该阀体2120用以控制热传介质是否流通于旁支管路212内。于本实施例中，加湿装置22邻设于气流的路径中，且以邻设于该旁支管路为较佳。于本实施例中，输入管路210、主管路211、旁支管路212以及输出管路213的材质可为铜管，但不以此为限，而主管路211与旁支管路212分别穿过复数个铜片(未图示)且相对应设置于第一区域203的第一侧203a以及第二侧203b，以达到对输入气流A_t1进行热交换的功效。于本实施例中，热传介质可为水或冷媒，但不以此为限。

图3A显示本发明空调设备对输入气流进行热交换时同时开启阀体以及关闭加湿装置的结构示意图。如图1B及图3A所示，当安装于空调设备2内或外的传感器(未图示)量测判断外界空气处于不须加湿的状态时，传感器会发送一感测讯号至空调设备2的控制器24，而连接于加湿装置22与阀体2120的控制器24将因应该感测讯号产生一控制讯号，以控制开启阀体2120及关闭加湿装置22。此时，热传介质将经由输入管路210分别流入主管路211及旁支管路212，而输入气流A_t1流经第一侧203a的主管路211及第二侧203b的旁支管路212，其中，流经主管路211的输入气流A_t1通过主管路211内的热传介质进行热交换，进而使该部分的输入气流A_t1的温度下降，而形成低于输入气流A_t1温度的主气流M_a，另外，流经旁支管路212的输入气流A_t1通过旁支管路212内的热传介质进行热交换，使该部分的输入气流A_t1的温度下降，而形成经热交换后的旁支气流S_a1，接着主气流M_a与旁支气流S_a1将流入第二区域204，并且混合而成输出气流A_t2，最后再通过气流驱动装置23使输出气流A_t2经由第二开口202排出壳体20外。

图3B显示本发明空调设备对输入气流进行热交换时同时关闭阀体以及开启加湿装置的结构示意图。如图1B及图3B所示，当安装于空调设备2内或外的传感器量测判断外界空气处于相对高温且低湿度的状态时，传感器便会发送一感测讯号至控制器24，控制器24因应该感测讯号产生一控制讯号，以控制阀体2120及加湿装置22，使得阀体2120完全或不完全关闭进而阻止热传介质完全或不完全进入旁支管路212，且同时启动加湿装置22。此时，流经第一侧203a的主管路211的输入气流A_t1便可通过主管路211内的热传介质进行热交换，使该部分的输入气流A_t1的温度下降，而形成低于输入气流A_t1温度的主气流M_a。而流经第二侧203b的旁支管路212的输入气流A_t1，由于阀体2120关闭，旁支管路212内没有热传介质，输入气流A_t1就无法与热传介质进行完整的热交换，而形成未经热交换的旁支气流S_a2。此时，邻近于阀体2120或旁支管路212的加湿装置22便可对未经热交换的旁支气流S_a2进行加湿的动作，以提高旁支气流S_a2的湿度。接着，较低温的主气流M_a与经过加湿后的旁支气流S_a2将混合成输出气流A_t2，再通过气流驱动装置23使输出气流A_t2经由第二开口202排出壳体20外，如此一来，可达到同时降低空气温度及增加空气湿度的目的。

于一些实施例中，气流驱动装置23可设置于第一区域204，且热交换装置21可设置于第二区域204，且不以此为限。

综上所述，本发明提供一种具湿度调节功能的空调设备，其于热交换装置内的旁支管路设置一阀体，且将加湿装置邻设于气流的路径中，利用该阀体控制热传介质是否进入旁支管路，以当空气处于不需加湿的状态时，将阀体设为开启状态且加湿装置关闭，让流经旁支管路的输入气流与旁支管路内的热传介质进行热交换，以达到使气流降温的效果。另一方面，当空气处于须加湿的状态时，将阀体设为完全或不完全关闭状态，且启动加湿装置，通过阀体阻止热传介质完全或不完全进入旁支管路，使一部分的气流无法进行完整热交换，且流经加湿装置后，受加湿装置进行加湿的动作，进而达到使气流降温且增加气流湿度的效果。本发明的空调设备一方面可在空气湿度稳定且不需进行加湿的情况下，使所有的输入气流皆可与热传介质进行热交换，进而降低热交换装置的功率损耗及提高设备整体的送风效率。另一方面，由于本发明的空调设备内部无需增设隔板，故在空调设备体积不变及空气流量固定下，热交换装置的可利用空间将会增大，进而使可进行热交换的空气流量也跟着增加。

纵使本发明已由上述实施例详细叙述而可由本领域技术人员任施匠思而为诸般修饰，但均不脱离权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种具湿度调节功能的空调设备，至少包括：

一壳体；

一热交换装置，设置于该壳体内，用以对一气流进行热交换，该热交换装置包含：

一主管路；以及

一旁支管路，相对于该主管路，且包含一阀体，该阀体选择性地开启或关闭，以控制该旁支管路是否对该气流进行热交换；

一加湿装置，邻设于该气流的路径中，可对该气流进行加湿；以及

一气流驱动装置，设置于该壳体内，用以驱动该气流。

2.如权利要求1所述的具湿度调节功能的空调设备，其中该壳体还包含一内部空间、一第一开口以及一第二开口，该内部空间包括一第一区域及一第二区域，该气流经由该第一开口导入该壳体的该内部空间且经由该第二开口排出至该壳体外。

3.如权利要求2所述的具湿度调节功能的空调设备，其中该主管路以及该旁支管路分别设置于该第一区域的一第一侧与一第二侧。

4.如权利要求1所述的具湿度调节功能的空调设备，其中该热交换装置还包含一输入管路与该主管路以及该旁支管路相连接，用以输入一热传介质，以及该热交换装置还包含一输出管路与该主管路以及该旁支管路相连接，用以汇流输出该热传介质。

5.如权利要求4所述的具湿度调节功能的空调设备，其中该热传介质为水或冷媒。

6.如权利要求1所述的具湿度调节功能的空调设备，其中当该旁支管路的该阀体关闭时，该加湿装置开启，使该加湿装置对流经该旁支管路的该气流进行加湿。

7.如权利要求1所述的具湿度调节功能的空调设备，其中当该旁支管路的该阀体开启时，该加湿装置关闭，该主管路及该旁支管路同时对该气流进行热交换。

8.如权利要求1所述的具湿度调节功能的空调设备，还包括一控制器，连接于该加湿装置以及该阀体，用以控制该加湿装置以及该阀体的开启与关闭。

9.一种具湿度调节功能的空调设备，至少包括：

一热交换装置，包含一主管路以及一旁支管路，用以对一气流进行热交换，其中该旁支管路的路径上设置一阀体，该阀体选择性地开启或关闭，以使一热传介质选择性地流通于该旁支管路内；

一加湿装置，邻设于该气流的路径中，且于该阀体关闭时开启，以对该气流进行加湿；以及

一气流驱动装置，架构于驱动该气流。

10.如权利要求9所述的具湿度调节功能的空调设备，其中当该旁支管路的该阀体开启时，该加湿装置关闭，该主管路及该旁支管路同时对该气流进行热交换。

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