本发明专利技术公开用于减轻热电模块的排热限制的系统和方法。在一些实施方案中,操作热电模块的方法包括:向所述热电模块提供第一功率量并且确定所述热电模块的热端的温度高于第一阈值。所述方法还包括,响应于确定所述热端的所述温度高于所述第一阈值,向所述热电模块提供小于所述第一功率量的第二功率量。所述方法还包括确定所述热电模块的所述热端的所述温度低于第二阈值并且向所述热电模块提供第三功率量。在一些实施方案中,这减轻了所述热电模块的排热限制,尤其是在所述热电模块的所述热端被动冷却时。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于减轻热电模块的排热限制的系统和方法相关申请本申请要求2014年7月21日提交的临时专利申请序列号62/027,080(其公开内容由此以引用方式整体并入本文)以及2014年7月21日提交的临时专利申请序列号62/027,083(其公开内容由此以引用方式整体并入本文)的权益。
本公开涉及热电模块的操作。
技术介绍
如今,许多制冷系统是基于蒸汽压缩的,并且利用恒温调节的工作循环控制。然而,典型的基于蒸汽压缩的制冷系统不足够动态以满足诸如降温或恢复期间的稳态和瞬时需求。因此,基于蒸汽压缩的制冷系统趋于具有远远超过稳态操作期间所需要的热提取需求的过量冷却能力。虽然过量冷却能力提供的额外能力允许提高的降温性能,但启动期间盛行的大电流浪涌需要更高的能力并因此更昂贵的部件以处理负载。此外,由工作循环控制招致的大电流浪涌和负载过渡磨损部件,从而潜在导致过早损坏。此外,通过基于蒸汽压缩的制冷系统的控制的本质、热力学限制以及产品性能需求;基于蒸汽压缩的制冷系统的效率低于最佳效率。基于蒸汽压缩的制冷系统的次佳效率缺点涉及精确控制冷却室内的温度。通常,当冷却室内的温度超过特定值时,基于蒸汽压缩的制冷系统激活并且继续运行直到冷却室中的温度低于特定值。一旦冷却室达到低于特定值的温度,基于蒸汽压缩的制冷系统就关闭。尽管如此,除如以上所指出的过量磨损之外,此类型的控制方案将通常具有相对大的控制带和相对大的内部温度分层,以试图最小化能量消耗并且允许在变化的周围条件下操作。此方案是最常利用的,因为很难在蒸汽压缩循环中实现节流或容量变化并且实现起来是昂贵的,并且随着容积效率下降而提供有限的功效。因此,需要精确控制冷却室内的温度的系统和方法,其中用于从冷却室提取热量的部件的效率最大化。而且,需要减轻用于从冷却室提取热量的部件的排热限制的系统和方法。
技术实现思路
本专利技术公开用于减轻热电模块的排热限制的系统和方法。在一些实施方案中,操作热电模块的方法包括:向所述热电模块提供第一功率量并且确定所述热电模块的热端的温度高于第一阈值。所述方法还包括,响应于确定所述热端的所述温度高于所述第一阈值,向所述热电模块提供小于所述第一功率量的第二功率量。所述方法还包括确定所述热电模块的所述热端的所述温度低于第二阈值并且向所述热电模块提供第三功率量。在一些实施方案中,这减轻了所述热电模块的排热限制,尤其是在所述热电模块的所述热端被动冷却时。在一些实施方案中,第三功率量等于第一功率量。在一些实施方案中,第三功率量不等于第一功率量。在一些实施方案中,提供给热电模块的第一功率量为或接近热电模块的最大功率量。在一些实施方案中,提供给热电模块的第一功率量为或接近热电模块的性能系数最大化的点。在一些实施方案中,第一阈值指示热电模块的热端饱和。在一些实施方案中,第一阈值指示热电模块的热端可能通过在高于第一阈值的温度下操作受到损害。在一些实施方案中,热电模块可操作来冷却冷却室,并且提供给热电模块的第二功率量为至少一功率量,使得冷却室的温度不增加。在一些实施方案中,向热电模块提供第一功率量包括向热电模块提供第一电流量,并且向热电模块提供第二功率量包括向热电模块提供第二电流量。在一些实施方案中,向热电模块提供第一功率量包括向热电模块提供第一电压量,并且向热电模块提供第二功率量包括向热电模块提供第二电压量。在一些实施方案中,热电模块的热端被动冷却。在一些实施方案中,热电模块可操作来冷却冷却室,并且基于冷却室的温度、热电模块的热端的温度、冷却室外部的环境的温度和/或热电模块的电特性诸如品质因数确定第一功率量和/或第二功率量。在一些实施方案中,向热电模块提供第一功率量还包括向热电模块的多于一个子集提供第一功率量,并且向热电模块提供第二功率量还包括向热电模块的至少一个子集提供小于第一功率量的第二功率量并且继续向热电模块的至少另一个子集提供第一功率量。在一些实施方案中,热电制冷系统包括冷却室、热交换器以及控制器。热交换器包括冷端散热片、热端散热片以及设置在冷端散热片与热端散热片之间的热电模块。控制器被配置来:向热电模块提供第一功率量;确定热电模块的热端的温度高于第一阈值;向热电模块提供小于第一功率量的第二功率量;确定热电模块的热端的温度低于第二阈值;并且向热电模块提供第三功率量。在一些实施方案中,用于操作热电模块的控制器适于:向热电模块提供第一功率量;确定热电模块的热端的温度高于第一阈值;向热电模块提供小于第一功率量的第二功率量;确定热电模块的热端的温度低于第二阈值;并且向热电模块提供第三功率量。在一些实施方案中,计算机程序包括指令,所述指令当在至少一个处理器上执行时致使至少一个处理器执行本文公开的方法中的一种。在一些实施方案中,载体包含计算机程序,其中载体为电子信号、光信号、无线电信号或计算机可读存储介质中的一种。在一些实施方案中,用于操作热电模块的控制器包括功率提供模块和温度确定模块。功率提供模块可操作来向热电模块提供第一功率量,向热电模块提供小于第一功率量的第二功率量,并且向热电模块提供第三功率量。温度确定模块可操作来确定热电模块的热端的温度高于第一阈值并且确定热电模块的热端的温度低于第二阈值。本领域的技术人员在结合附图阅读以下对优选实施方案的详细描述之后,将了解本公开的范围并且意识到本公开的另外方面。附图说明并入且形成本说明书一部分的附图示出本公开的若干方面,并且连同描述内容一起用来解释本公开的原理。图1示出根据本公开的一些实施方案的热电制冷系统,其具有冷却室、包括设置在冷端散热片与热端散热片之间的至少一个热电模块(TEM)的热交换器以及控制TEM的控制器;图2示出根据本公开的一些实施方案的各种环境温度下的TEM的性能系数与提供给TEM的功率量之间的关系;图3示出根据本公开的一些实施方案的操作TEM以提高TEM的效率的方法;图4示出根据本公开的一些实施方案的用于在通电时或者在降温操作期间操作热电制冷系统的方法;图5示出根据本公开的一些实施方案的用于接近稳态操作来操作热电制冷系统的方法;图6示出根据本公开的一些实施方案的用于操作TEM以降低TEM的热端的温度的方法;图7示出根据本公开的一些实施方案的图6的方法的一个可能实现;图8是根据本公开的一些实施方案的用于操作包括模块的TEM的控制器的图;并且图9是根据本公开的一些实施方案的用于操作包括模块的TEM的控制器的另一个图。具体实施方式下文陈述的实施方案代表使得本领域技术人员能够实践所述实施方案的必要信息,并且示出实践所述实施方案的最佳模式。在根据附图来阅读以下描述之后,本领域技术人员将了解本公开的概念,并且将认识到本文中未具体提出的这些概念的应用。应了解,这些概念和应用落在本公开和随附权利要求书的范围内。应了解,虽然在本文中可能使用术语第一、第二等来描述各种元件,但是这些元件不应受这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。例如,在不背离本公开的范围的情况下,第一元件可称为第二元件,并且类似地,第二元件可称为第一元件。如本文所使用,术语“和/或”包括一个或多个相关联所列项目的任何和所有组合。如“在…下方”或“在…上方”或“上部”或“下部”或“水平”或“垂直”的相关术语在本文中可用来描述如图中所示出的一个元件本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种操作热电模块的方法,其包括:向所述热电模块提供(400)第一功率量;确定(402)所述热电模块的热端的温度高于第一阈值;以及向所述热电模块提供(404)小于所述第一功率量的第二功率量;确定(406)所述热电模块的所述热端的所述温度低于第二阈值;以及向所述热电模块提供第三功率量。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.21 US 62/027,083;2014.07.21 US 62/027,0801.一种操作热电模块的方法,其包括:向所述热电模块提供(400)第一功率量;确定(402)所述热电模块的热端的温度高于第一阈值;以及向所述热电模块提供(404)小于所述第一功率量的第二功率量;确定(406)所述热电模块的所述热端的所述温度低于第二阈值;以及向所述热电模块提供第三功率量。2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第三功率量等于所述第一功率量。3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第三功率量不等于所述第一功率量。4.如权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,提供给所述热电模块的所述第一功率量为或接近所述热电模块的最大功率量。5.如权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,提供给所述热电模块的所述第一功率量为或接近所述热电模块的性能系数最大化的点。6.如权利要求1至5中任一项所述的方法,其特征在于,所述第一阈值指示所述热电模块的所述热端饱和。7.如权利要求1至5中任一项所述的方法,其特征在于,所述第一阈值指示所述热电模块可能通过在高于所述第一阈值的温度下操作受到损害。8.如权利要求1至7中任一项所述的方法,其特征在于,所述热电模块可操作来冷却冷却室,并且提供给所述热电模块的所述第二功率量为至少一功率量,使得所述冷却室的温度不增加。9.如权利要求1至8中任一项所述的方法,其特征在于,向所述热电模块提供所述第一功率量包括向所述热电模块提供第一电流量,并且向所述热电模块提供所述第二功率量包括向所述热电模块提供第二电流量。10.如权利要求1至8中任一项所述的方法,其特征在于,向所述热电模块提供所述第一功率量包括向所述热电模块提供第一电压量,并且向所述热电模块提供所述第二功率量包括向所述热电模块提供第二电压量。11.如权利要求1至10中任一项所述的方法,其特征在于,所述热电模块的所述热端被动冷却。12.如权利要求1至11中任一项所述的方法,其特征在于:所述热电模块可操...
【专利技术属性】
技术研发人员:杰西·W·爱德华兹,罗伯特·约瑟夫·塞利恩,丹尼尔·巴鲁斯,马歇尔·斯坦利,阿布舍克·阿达夫,丹尼尔·斯旺,
申请(专利权)人:弗诺尼克设备公司,
类型:发明
国别省市:美国,US
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