冷卻系統(tǒng)和操作熱電冷卻系統(tǒng)的方法本申請是申請日為2009年3月3日、申請?zhí)枮?00980107943.1（國際申請?zhí)枮镻CT/US2009/001348）且發(fā)明名稱為“用于流體的開關(guān)熱電冷卻的方法和設(shè)備”的原案申請的分案申請。技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明通常涉及冷卻系統(tǒng)的領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及高效的流體冷卻系統(tǒng)及其操作方法。

背景技術(shù)：
在商業(yè)上可獲得各種類型的冷卻系統(tǒng)。這些冷卻系統(tǒng)的實例包括，但不限于，蒸氣壓縮系統(tǒng)和熱電冷卻系統(tǒng)。傳統(tǒng)的蒸氣壓縮系統(tǒng)使用用于冷卻目的的氟氯烴（CFC）制冷劑（例如氟利昂）、氫氟氯烴（HCFC）制冷劑（例如R134）、或氫氟烴（HFC）制冷劑（例如R410）。然而，CFC制冷劑的使用已經(jīng)逐漸停止，因為它們對環(huán)境有威脅。當(dāng)暴露于大氣時，CFC制冷劑導(dǎo)致臭氧層的損耗。這是對環(huán)境的主要威脅，因為沒有臭氧層會增加地球上的紫外線輻射量，而這可能影響人類和動物的健康。此外，這些制冷劑（CFC、HCFC和HFC）通過吸收紅外線輻射而推進全球變暖。事實上，它們吸收紅外線輻射的量大約是二氧化碳所吸收的1000至2000倍。除了對環(huán)境造成潛在的威脅以外，使用這些制冷劑的蒸氣壓縮系統(tǒng)笨重、產(chǎn)生噪音，且在使用時會產(chǎn)生振動。熱電冷卻系統(tǒng)可靠、重量輕，且是傳統(tǒng)的蒸氣壓縮系統(tǒng)的環(huán)境友好的替代物。傳統(tǒng)的熱電冷卻系統(tǒng)使用與直流電源結(jié)合的一個或多個熱電偶。當(dāng)斷開這些熱電冷卻系統(tǒng)時，熱量流過熱電偶，從而將冷卻室加熱至環(huán)境溫度。結(jié)果，為了將冷卻室保持在期望的溫度，需要將傳統(tǒng)的熱電冷卻系統(tǒng)接通較長的時間段，這增加了能耗。因此，傳統(tǒng)的熱電冷卻系統(tǒng)對于冷藏目的來說效率低。近十年來，人們努力提高熱電裝置的性能系數(shù)（COP），包括在熱電裝置中使用改進的材料，例如，納米結(jié)構(gòu)的碲化鉍塊體（bulk）材料。然而，使用這種改進材料的熱電裝置的改進的COP限于在室溫下小于一。另一提高COP的嘗試包括以下方法：通過使用改進的熱交換器和適當(dāng)優(yōu)化的電流來減小熱電裝置上的溫差。這些方法也具有有限的COP提高，并且，當(dāng)達到穩(wěn)定狀態(tài)溫度時，所有的優(yōu)點都喪失。因此，熱電冷卻系統(tǒng)的性能仍不像蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)的性能那樣高效。需要能夠有效地調(diào)節(jié)流過熱電偶的熱量的改進裝置。因此，存在對于節(jié)能增效且環(huán)境友好的冷卻系統(tǒng)的需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
在本發(fā)明的一個實施方式中，提供一種冷卻系統(tǒng)。該冷卻系統(tǒng)包括：包含第一流體的第一室、以及與第一室連接且包含第二流體的第二室。該冷卻系統(tǒng)進一步包括：用于冷卻第二室中的第二流體的熱電裝置、以及用作熱二極管的第一本體。第一本體的一端與熱電裝置的散熱器（heatsink）連接，而另一端與第一室連接。當(dāng)接通熱電裝置時，熱電裝置的熱側(cè)的溫度比第一流體的溫度高，并且第一本體用作熱導(dǎo)體。因此，熱量從第二室傳遞至第一室中的第一流體。當(dāng)斷開熱電裝置時，第一本體用作絕熱體，并防止熱量回流到第二室中的第二流體。因此，第一本體具有取決于熱量流動的方向依賴性。在熱電裝置的散熱器處消散的熱量通過第一本體傳遞至第一流體。第一流體的熱容量比第二流體的熱容量大。因此，當(dāng)接通熱電裝置時，第一流體的溫度基本上保持恒定。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，第一本體包括第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體。第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體使得第一本體能夠從熱電裝置的熱側(cè)吸收熱量，并將該熱量高效地傳遞至第一室中的第一流體。第一本體在各導(dǎo)體之間還包括一個或多個絕緣部分。第一本體包括在第一本體內(nèi)儲存工作流體的流體儲存器。工作流體將熱量從第一導(dǎo)體傳遞至第二導(dǎo)體。在一個實施方式中，第一本體還包括絕緣體塊，其防止工作流體與第二導(dǎo)體接觸。因此，該絕緣體塊通過與流體儲存器直接接觸而防止熱量從第二導(dǎo)體到第一導(dǎo)體的任何逆流。根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，在冷卻系統(tǒng)的第一室和第二室中的任一個或此二者中設(shè)置有一個或多個熱電容器，例如多個相變材料裝置（替代地叫做一個相變材料裝置）。這些相變材料裝置在冷卻系統(tǒng)中的安裝有助于限制冷卻系統(tǒng)的第一室和第二室之間的溫差，這提高了冷卻系統(tǒng)的效率。此外，相變材料裝置將第二流體保持在期望的溫度范圍內(nèi)。在本發(fā)明的另一實施方式中，冷卻系統(tǒng)包括：包含熱電冷卻器模塊的冷卻磚、蒸氣二極管、和開關(guān)電路（替代地叫做電路）。根據(jù)本發(fā)明的各種實施方式，冷卻磚用在冷卻系統(tǒng)（例如，電冰箱、便攜冷卻器、和飲水機）中。在本發(fā)明的一個實施方式中，提供有開關(guān)電路。該開關(guān)電路感測流體的溫度，并且當(dāng)流體的溫度高于溫度上限時，接通冷卻磚。類似地，當(dāng)流體的溫度低于溫度下限時，開關(guān)電路斷開冷卻磚。因此，該開關(guān)電路將流體的溫度保持在預(yù)定范圍內(nèi)。在本發(fā)明的另一實施方式中，提供有對稱蒸氣二極管。該對稱蒸氣二極管包括在結(jié)構(gòu)上相似的第一表面和第二表面。第一表面和第二表面與熱電裝置的熱側(cè)連接。與不對稱蒸氣二極管相比，對稱蒸氣二極管由于對稱性而能夠傳導(dǎo)更高的熱通量。在本發(fā)明的另一實施方式中，提供有混合流體蒸氣二極管，其包含兩個并聯(lián)的不對稱蒸氣二極管。第一不對稱蒸氣二極管包含具有低沸點的第一工作流體。第二不對稱蒸氣二極管包含具有高沸點的第二工作流體。混合流體蒸氣二極管在低溫和高溫下都是高效的。在本發(fā)明的又一實施方式中，提供有包含冷卻室的分隔式熱電冷卻裝置，主熱電裝置和輔熱電裝置與冷卻室連接。主熱電裝置與主熱二極管連接，該主熱二極管將主熱電裝置所提取的熱量分散至周圍環(huán)境中。根據(jù)冷卻室的溫度而接通和斷開主熱電裝置。輔熱電裝置保持在接通模式，以克服進入冷卻室的熱漏失。在一個實施方式中，分隔式熱電冷卻裝置進一步包括與輔熱電裝置連接的輔熱二極管。在另一實施方式中，提供有百葉窗式散熱器，其允許熱量通過散熱器的定向流動，并用作熱二極管。在本發(fā)明的另一實施方式中，一兩級熱電冷卻裝置設(shè)置有多級熱電冷卻器，例如，兩個主熱電裝置和兩個輔熱電裝置。在本發(fā)明的另一實施方式中，提供一種操作熱電冷卻系統(tǒng)的方法，該熱電冷卻系統(tǒng)包括第一流體、第二流體、熱電裝置和熱二極管的。該方法包括：檢查第二流體的溫度；以及在第二流體的溫度等于或大于溫度上限時，接通熱電裝置。此外，該方法包括：當(dāng)?shù)诙黧w的溫度等于或小于溫度下限時，熱電裝置斷開。附圖說明在下文中，將結(jié)合被提供為示出但并不限制本發(fā)明的附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，其中，相似的標(biāo)記表示相似的元件，并且附圖中：圖1至圖22示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實施方式的冷卻系統(tǒng)的示意性橫截面圖；圖23a至圖25d是根據(jù)本發(fā)明的各種實施方式的兩級冷卻系統(tǒng)的示意圖；圖26示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的冷卻磚的透視圖；圖27示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的包含冷卻磚的冷卻系統(tǒng)的分解圖；圖28示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的具有冷卻磚的熱電電冰箱的橫截面圖；圖29示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的具有冷卻磚的熱電飲水機的橫截面圖；圖30示出了描述對于傳統(tǒng)的冷卻裝置和根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的冷卻系統(tǒng)的溫度隨時間的變化的示圖；圖31示出了描述對于根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的冷卻系統(tǒng)的溫度和電流隨時間的變化的示圖；圖32示出了描述對于根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的冷卻系統(tǒng)的溫度和電流隨時間的變化的示圖；圖33示出了描述對于根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式的冷卻系統(tǒng)的正比電流反饋的溫度和電流隨時間的變化的示圖；圖34示出了描述對于根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式的冷卻系統(tǒng)的脈沖寬度調(diào)制電流反饋的溫度和電流隨時間的變化的示圖；圖35示出了描述對于根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式的具有主熱電冷卻器和輔熱電冷卻器的冷卻系統(tǒng)的溫度和電流隨時間的變化的示圖；圖36是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的開關(guān)電路的電路圖；圖37是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的熱電冷卻系統(tǒng)的示意圖；圖38示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的具有絕緣體塊的第一本體的橫截面圖；圖39示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的具有斜壁的第一本體的橫截面圖；圖40示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的對稱蒸氣二極管的橫截面圖；圖41示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的混合流體蒸氣二極管的橫截面圖；圖42示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的冷卻系統(tǒng)的橫截面圖；圖43示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的百葉窗式散熱器的橫截面圖；圖44示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的百葉窗式散熱器的框架的側(cè)視圖；圖45示出了描述對于根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的冷卻系統(tǒng)的風(fēng)扇熱阻隨氣流的變化的示圖。具體實施方式在詳細描述實施方式之前，根據(jù)本發(fā)明，應(yīng)該觀察到，這些實施方式主要在于用于流體冷卻的方法和設(shè)備中。因此，用方法步驟和系統(tǒng)部件代表來僅示出那些與理解本發(fā)明的實施方式相關(guān)的具體細節(jié)，而不示出對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說將顯而易見的那些細節(jié)。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的冷卻系統(tǒng)100的橫截面圖。冷卻系統(tǒng)100包括第一室102、第二室104、熱電裝置106、以及第一本體108。在冷卻系統(tǒng)100中，第一室102包含待冷卻的流體，在下文中叫做第一流體110。第一流體110包含在第一室102的壁112、114、116和118內(nèi)。可以通過各種方法將流體供應(yīng)至第一室102，例如，通過流體管道、流體容器等。根據(jù)本實施方式，第一室102示出為從流體容器120接收第一流體110。在本發(fā)明的一個示例性實施方式中，第一流體110是水。第一室102通過流體管道122將第一流體110提供給第二室104。流體在第二室104中冷卻。為了本描述的目的，第二室104中的流體叫做第二流體124。第二流體124包含在第二室104的絕緣壁126、128、130和132內(nèi)。絕緣壁126、128、130和132將第二流體124與周圍環(huán)境隔離，并且防止斷開熱電裝置106時第二流體變熱。根據(jù)各種實施方式，絕緣壁126、128、130和132由具有低導(dǎo)熱系數(shù)的材料制成，例如，聚氨酯、泡沫塑料等等。存在于冷卻系統(tǒng)100中的熱電裝置106用來冷卻第二室104中的第二流體124。通常，當(dāng)直流電流流過熱電裝置106時，熱電裝置106從第二室104提取熱量，從而使得第二流體124變冷，并將所提取的熱量和熱電裝置的焦耳熱分散至第一本體108的與熱電裝置106連接的一端，其叫做散熱器（替代地叫做熱側(cè)）。在一個示例性實施方式中，熱電裝置106是熱電冷卻器。根據(jù)本發(fā)明的各種實施方式，熱電裝置106冷卻存在于第二室104中的第二流體124，并將所提取的熱量和熱電裝置106的焦耳熱分散至存在于熱電裝置106端部的散熱器。結(jié)果，第二流體124獲得比第一流體110低的溫度。根據(jù)一個實施方式，第一流體110和第二流體124之間的一般溫差在20℃至25℃之間變化。冷卻系統(tǒng)100通過保持低溫差而提高冷卻效率。為了本描述的目的，僅示出了兩個室。然而，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將顯而易見的是，冷卻系統(tǒng)100可以包括不止兩個室，并且，能夠級聯(lián)冷卻方案以將流體冷卻至低溫。另外，熱電裝置106可以是多級熱電冷卻器或多個熱電裝置的組合。根據(jù)各種實施方式，熱電裝置106的散熱器與包括第一端和第二端的第一本體108連接。該第一端與熱電裝置106的散熱器機械地連接，而第二端以使得第一本體108能夠?qū)⒃跓犭娧b置106的散熱器處分散的熱量傳遞至第一室102中的第一流體110的方式與第一室102機械地連接。根據(jù)一個實施方式，第二端包括能夠?qū)崃總鬟f至第一流體110的傳導(dǎo)部134。當(dāng)熱電裝置106的散熱器的溫度高于第一流體110的溫度時，第一本體108用作熱導(dǎo)體，從而使得熱量能夠從熱電裝置106流至第一流體110。替代地，當(dāng)?shù)谝涣黧w110的溫度高于熱電裝置106的散熱器的溫度時，第一本體108用作絕熱體，由此防止熱量從第一流體110流至熱電裝置106的散熱器。因此，第一本體108具有取決于熱量流動的方向依賴性。在本發(fā)明的各種實施方式中，第一流體110和第二流體124是水。由于與其它液體相比，水具有高比熱，所以其最適于在第一室102中保持恒溫。另外，第一室102中的第一流體110的體積比第二室104中的第二流體124的體積大。因此，第一室102中的第一流體110比第二室104中的第二流體124具有更高的載熱能力。因此，當(dāng)接通熱電裝置106時，第一流體110的溫度相對恒定。第一本體108包括一個或多個絕緣部分，例如絕緣體（結(jié)合圖38詳細描述），以防止熱量從熱電裝置106的散熱器傳遞至第二流體124。第一本體108的絕緣體可由絕熱材料制成，例如可機加工陶瓷和薄不銹鋼管。當(dāng)熱電裝置106斷開時，第一本體108用作絕熱體，并防止第二流體124的溫度升高。根據(jù)一個實施方式，第二室104由絕緣壁136包圍。絕緣壁136有助于防止熱量從周圍環(huán)境傳遞至第二流體124，從而將第二流體124保持在恒溫范圍內(nèi)。在一個示例性實施方式中，恒溫范圍在5℃至8℃之間。根據(jù)各種實施方式，絕緣壁136由具有低導(dǎo)熱系數(shù)的材料制成。具有低導(dǎo)熱系數(shù)的材料的典型實例包括聚氨酯和泡沫塑料。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的冷卻系統(tǒng)200的橫截面圖。冷卻系統(tǒng)200包括第一室102、第二室104、以及熱電裝置106，如參考圖1所描述的。根據(jù)此實施方式，冷卻系統(tǒng)200包括熱電裝置106的變型布置。根據(jù)此布置，第一本體108的第一端與熱電裝置106的散熱器機械地連接，而第二端與第一室102機械地連接。此外，第二端在第一室102內(nèi)并暴露于第一流體110，以將熱量傳遞至第一流體110。此外，第二端包括能夠?qū)崃總鬟f至第一流體110的傳導(dǎo)部134。此實施方式的優(yōu)點在于，其易于將熱量從熱電裝置106的散熱器有效地傳遞至第一室102中的第一流體110。為了防止熱量的逆流，在第一室102和第二室104的分界處設(shè)置第一本體108的絕緣體（結(jié)合圖38詳細描述）。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式的冷卻系統(tǒng)300的橫截面圖。除了參考圖1描述的元件以外，冷卻系統(tǒng)300包括相變材料裝置（PCM）302和蒸發(fā)冷卻裝置304。根據(jù)一個實施方式，PCM302存在于第二室104中。而且，PCM302靠近熱電裝置106的冷端，從而將第二室104中的第二流體124保持在恒溫范圍內(nèi)。在一個示例性實施方式中，PCM302是純冰PCM的包裝。在另一示例性實施方式中，PCM302由石蠟制成。用來制造PCM302的石蠟的典型實例包括二十烷和二十二烷。在另一示例性實施方式中，PCM302由水合鹽制成。七水合硫酸鎂是用來制造PCM302的典型的水合鹽的實例。在又一示例性實施方式中，PCM302由液態(tài)金屬制成。用來制造PCM302的液態(tài)金屬的典型實例包括，但不限于，鎵銦和錫合金。根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，對第一室102提供蒸發(fā)冷卻裝置304。蒸發(fā)冷卻裝置304冷卻第一室102中的第一流體110。通常，蒸發(fā)冷卻裝置通過將來自流體本體的一部分流體蒸發(fā)至周圍環(huán)境來冷卻流體本體，從而從流體本體吸收潛熱。根據(jù)另一實施方式，第一流體110從第一室102穿過多孔板306滲出。在本發(fā)明的一個示例性實施方式中，多孔板由陶瓷制成。多孔板有助于將流體從第一室102傳遞至周圍環(huán)境。通過使用風(fēng)扇308來蒸發(fā)滲出的流體，從而產(chǎn)生期望的冷卻效果。在另一示例性實施方式中，蒸發(fā)冷卻裝置304由一次性的可更換的多孔紙網(wǎng)制成。蒸發(fā)冷卻裝置304在干燥環(huán)境中還用作加濕器。通過使用PCM302，此布置促進熱電裝置106的長時間工作循環(huán)，從而提高其效率。該效率由于蒸發(fā)冷卻裝置304的存在而進一步提高，蒸發(fā)冷卻裝置有助于降低第一流體110的溫度并在熱電裝置106上產(chǎn)生較低的溫差。由于較低的溫差提高效率，所以熱電裝置106的操作在此實施方式中更有效。根據(jù)一個示例性實施方式，由于蒸發(fā)冷卻裝置304的使用而在熱電裝置106上產(chǎn)生的溫差是大約15℃。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式的冷卻系統(tǒng)400的橫截面圖。冷卻系統(tǒng)400包括參考圖2和圖3描述的元件，然而，其中熱電裝置106和PCM302變型布置。根據(jù)此布置，第一本體108的第一端與熱電裝置106的散熱器機械地連接，而第一本體108的第二端與第一室102機械地連接以將熱量傳遞至第一流體110。根據(jù)此實施方式，PCM302位于第二室104的上部，并與熱電裝置106接觸。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，冷卻系統(tǒng)400包括蒸發(fā)冷卻裝置304以冷卻第一流體110。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式的冷卻系統(tǒng)500的橫截面圖。冷卻系統(tǒng)500包括冷藏部502、冷凍部504、第一冷卻器506、第二冷卻器508、以及第二本體510。根據(jù)一個實施方式，冷藏部502包括待冷卻的第一輸出流體512。冷凍部504與冷藏部502熱隔離，并包括第二輸出流體514。在一個示例性實施方式中，第一輸出流體512和第二輸出流體514是空氣。存在于冷藏部502中的第一冷卻器506冷卻第一輸出流體512。此外，存在于冷凍部504中的第二冷卻器508冷卻第二輸出流體514。在另一示例性實施方式中，第一冷卻器506和第二冷卻器508中的任一個或這二者是兩級熱電冷卻系統(tǒng)。另外，根據(jù)一種布置，第一冷卻器506和第二冷卻器508均與第二本體510連接。第二本體510是具有定向熱流的熱導(dǎo)體的系統(tǒng)。第二本體510包括第一端和第二端。第二本體510的第一端與第一冷卻器506和第二冷卻器508的散熱器機械地連接。此外，第二本體510的第二端與儲水器516機械地連接。儲水器516的存在提高了冷卻系統(tǒng)的效率。然而，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說應(yīng)該顯而易見的是，本發(fā)明可以用在蒸氣壓縮機系統(tǒng)中，在該系統(tǒng)中，冷凝蛇管浸沒在儲水器中或與這種儲水器接觸。當(dāng)接通熱電冷卻器506和508時，第二本體510能夠?qū)⒃诘谝焕鋮s器506和第二冷卻器508的散熱器處分散的熱量傳遞至儲水器516。此外，第二本體510包括絕緣體（參考圖38詳細描述）。第二本體510的定向特性防止熱量從儲水器516傳遞至第一冷卻器506和第二冷卻器508的散熱器。第二本體510的工作與第一本體108的工作類似，這結(jié)合圖38詳細描述。根據(jù)另一實施方式，冷凍部504包圍在絕緣壁518中。此外，絕緣壁518有助于防止熱量從周圍環(huán)境傳遞至第二輸出流體514，從而將第二輸出流體514保持在期望的溫度范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式，提供蒸發(fā)冷卻裝置304以冷卻儲水器516。由于來自第一冷卻器506和第二冷卻器508的熱量在儲水器516中分散，所以蒸發(fā)冷卻裝置304將儲水器516保持在期望的溫度范圍內(nèi)。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式的冷卻系統(tǒng)600的橫截面圖。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，第一室102叫做熱儲水器，并且第二室104叫做冷儲水器。除了結(jié)合圖1提到的元件以外，冷卻系統(tǒng)600包含第一金屬塊602、冷卻散熱器（coldsink）606、第二金屬塊604、以及散熱器608。在一個實施方式中，第一室102和第二室104都放置在相同的高度。在此布置中，第一流體110在靜水壓力的幫助下流過流體管道122。在本發(fā)明的另一實施方式中流體容器120處于比第一室102和第二室104低的高度，外部泵和軟管將水供應(yīng)給第一室102。在一個示例性實施方式中，第一流體110保持在25℃至30℃的溫度范圍內(nèi)。此外，在本發(fā)明的一個實施方式中，熱電裝置106將第二流體124保持在期望的溫度范圍內(nèi)，通常在5℃至8℃之間。根據(jù)本發(fā)明的各種實施方式，第一本體108是熱二極管，并且熱電裝置106是熱電冷卻器。第一本體108的第一端與熱電裝置106的熱側(cè)機械地連接，在它們之間具有高性能熱界面材料（未示出），熱電裝置通過第一金屬塊602和冷卻散熱器606進一步與第二室104連接。類似地，第一本體108的第二端以高導(dǎo)熱界面材料（未示出）通過第二金屬塊604和散熱器608與第一室102連接。這確保通過第一本體108的有效熱傳遞，從而冷卻第二室104中的第二流體124。高性能熱界面材料的典型實例包括，但不限于，熱環(huán)氧樹脂、高密度陶瓷基熱化合物、以及低溫焊料。根據(jù)本發(fā)明的各種實施方式，第一室102相對于第二室104的方向示出為是水平的。然而，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將顯而易見的是，在本發(fā)明的其它實施方式中，第一室102相對于第二室104的方向可以是豎直的，或是任何其它可能的傾斜布置。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式的冷卻系統(tǒng)700的橫截面圖。除了參考圖6描述的元件以外，冷卻系統(tǒng)700包括一個或多個相變材料裝置（PCM）702和704、壁706、絕緣壁708、風(fēng)扇712和714、散熱器716、百葉窗720、以及金屬塊722。根據(jù)此實施方式，冷卻系統(tǒng)700包括設(shè)置在第一室102中的PCM702和PCM704。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，第一室102是儲水器，并且第二室104是便攜式冷藏室。在本發(fā)明的一個實施方式中，具有高比熱的儲水器用作熱電容器。PCM702和PCM704具有高熔化潛熱，當(dāng)材料在一定溫度下經(jīng)歷相變時，吸收或釋放該潛熱。這種潛熱儲存系統(tǒng)能夠?qū)⒌谝皇?02的溫度保持在期望的溫度范圍內(nèi)。通常，PCM702和PCM704的熔化潛熱大于250KJ/Kg。用作PCM702和PCM704的材料的實例包括無機水合鹽、石蠟、烴等。通過單獨地或組合地使用不同的相變材料，能夠?qū)⑾嘧儨囟仍O(shè)定在18℃至35℃范圍內(nèi)的任何溫度。根據(jù)本發(fā)明的各種實施方式，通過使用PCM702和PCM704，第一室102中的第一流體110的溫度限制為接近室溫。為了更好地與流體熱接觸，可以將相變材料封裝在設(shè)置于第一室102中的鋁（或其它金屬）缸中。PCM702和704還可具有在包裝內(nèi)分散熱量并提高有效的導(dǎo)熱性和畢奧數(shù)的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將顯而易見的是，雖然這里僅描述了兩個PCM702和704，但是，在第一室102中也可使用單個PCM或不止兩個PCM，以將第一流體110的溫度保持在給定范圍內(nèi)。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說還將顯而易見的是，雖然在第一室102中示出了PCM，但是，可在第二室104中設(shè)置一個或多個PCM，以將第二流體124的溫度保持在給定范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，多個PCM（包括純冰）可用于將第二室104中的溫度保持為低于室溫。通常，PCM的使用能夠?qū)⒌谝皇?02中的第一流體110和第二室104中的第二流體124的溫度保持在給定范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的本實施方式，絕緣壁708覆蓋第二室104，并防止冷卻系統(tǒng)700和環(huán)境之間的任何熱交換。根據(jù)一個實施方式，散熱裝置710設(shè)置有第一室102。散熱裝置710通過金屬塊722和散熱器716冷卻第一室102中的第一流體110。散熱器716由風(fēng)扇714冷卻。另外，風(fēng)扇712存在于第二室104中。熱電裝置106冷卻冷卻散熱器606，而風(fēng)扇712通過使空氣移動經(jīng)過冷卻散熱器606來冷卻第二室104。沒有風(fēng)扇712可能導(dǎo)致第二室104內(nèi)的較高的溫度梯度，在冷卻散熱器606附近具有非常冷的空氣，而在第二室104的另一端具有熱空氣。當(dāng)熱電裝置106斷開且少量熱量泄漏到第二室104中時，可斷開風(fēng)扇712以隔離第二室104的其余部分。當(dāng)風(fēng)扇712斷開時，可關(guān)閉風(fēng)扇712前面的百葉窗720；從而將冷卻散熱器606與第二室104進一步隔離。百葉窗720增強冷卻系統(tǒng)700的熱二極管作用。通過使用PCM702和PCM704，當(dāng)激活熱電裝置106時，熱電裝置106的熱側(cè)保持為接近室溫，并且，當(dāng)熱電裝置106斷開時，第一本體108減少到第二室104中的熱量泄漏。此布置使得在熱電裝置106上能夠具有更小的溫差，并確保熱電裝置106的較短的工作循環(huán)，從而顯著地提高其能量效率。圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式的冷卻系統(tǒng)800的橫截面圖。除了參考圖6和圖7描述的元件以外，冷卻系統(tǒng)800包括設(shè)置在第二室104中的相變材料裝置（PCM）802。在一個實施方式中，PCM802設(shè)置于第二室104的與熱電裝置106連接的一側(cè)上。根據(jù)此實施方式，PCM802僅覆蓋熱電裝置106的冷卻散熱器606的一部分，而冷卻散熱器606的其余部分與第二流體124接觸。這種部分重疊使得PCM802與冷卻散熱器606平行地?zé)峤佑|，從而避免增加第二流體124的冷卻時間。在一個示例性實施方式中，PCM802是純冰PCM的包裝或具有低于室溫的相變溫度的水合鹽基材。七水合硫酸鎂是用來制造PCM802的典型水合鹽的一個實例。在又一示例性實施方式中，PCM802由液態(tài)金屬制成。用來制造PCM802的液態(tài)金屬的典型實例包括，但不限于，鎵銦和錫合金。在本發(fā)明的本實施方式中，冷卻系統(tǒng)800可以是水冷卻器，其中，第二室104中的第二流體124的溫度保持在預(yù)定溫度。為了限制第二室104中的溫度，可使用一個或多個PCM，例如PCM802。例如，PCM802將熱電裝置106的冷卻散熱器606的溫度限制在大約5℃，從而限制兩個室之間的溫差。由于水是較差的散熱體，所以在全部體積的水冷卻的同時冷卻散熱器606達到更低的溫度。PCM802防止冷卻散熱器606的冷卻，并通過相變儲存多余的能量。圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式的冷卻系統(tǒng)900的橫截面圖。除了參考圖6和圖7描述的元件以外，冷卻系統(tǒng)900包括熱管902和904（替代地叫做一個或多個熱管），安裝熱管902和904以保持第一室102中的恒溫。熱管902和904由諸如銅的材料制成，在端部具有翅片906。翅片906用作有效的散熱體。此外，通過使用熱管902和904，可在冷卻系統(tǒng)900中使用相對較大的第一室102，以保持第一室102中的恒溫。根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，在第二室104中設(shè)置有在低于室溫的溫度下操作的酒精或氨基的熱管。與熱管902和904相似，設(shè)置于第二室104中的熱管保持第二室104中的恒溫。根據(jù)本發(fā)明的各種實施方式，熱管902和904的使用在減小第一室102內(nèi)的熱阻（等于增加傳熱的畢奧數(shù)）方面也是有利的。圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式的冷卻系統(tǒng)1000的橫截面圖。冷卻系統(tǒng)1000包括參考圖6和圖7描述的元件，其中熱電裝置106和第一本體108變型布置。本發(fā)明的本實施方式包括與冷卻系統(tǒng)1000的第二室104接觸的第一本體108，并且，熱電裝置106的冷端與冷卻系統(tǒng)1000的第一室102接觸。根據(jù)本實施方式，第一本體108將熱量從第二室104中的第二流體124傳遞至熱電裝置106的冷端。熱電裝置106從第一本體108提取熱量，并將熱量分散至第一室102中的第一流體110。在之前的實施方式中，第一本體108附接至熱電裝置106的熱端，并傳遞從第二室104提取的熱量和由于熱電裝置的能耗而產(chǎn)生的熱量的總和。當(dāng)?shù)谝槐倔w108附接至熱電裝置106的冷端時，其僅傳遞從第二室104提取的熱量。因此，通過第一本體108的熱通量大約是之前實施方式的熱通量的一半。由于第一本體108具有有限的熱阻，所以，熱通量減半減小了溫度損失，從而導(dǎo)致第二室104的更有效的冷卻。根據(jù)本發(fā)明的此實施方式，具有較低蒸發(fā)熱的工作流體由于較低的熱通量而能夠用于第一本體108中的蒸發(fā)。具有較低蒸發(fā)熱的工作流體的實例包括乙醇、氨水等等。較低的熱通量還允許制造尺寸更小的第一本體108，并適合于無法改變熱電裝置106的熱側(cè)的應(yīng)用場合。在存在管理一個或多個熱電裝置的熱側(cè)的有效流體回路的情況中，在熱電裝置的冷側(cè)上設(shè)置第一本體108提供了有效的儲存方案。圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式的冷卻系統(tǒng)1100的橫截面圖。除了參考圖6、圖7和圖9描述的元件以外，冷卻系統(tǒng)1100包括泵1102、工作流體1104、流體回路1106、以及熱交換器1108。流體回路1106纏繞在第一室102的壁706周圍。在本實施方式中，流體回路1106由軟銅制成。在本發(fā)明的本實施方式中，泵1102用作第一本體108的替代物，并有助于將熱量從熱交換器1108傳遞至第一室102。在本實施方式中，包括微通道的熱交換器1108與熱電裝置106的熱側(cè)連接，并將熱電裝置106所排出的熱量傳遞至工作流體1104。此實施方式使得第一室102能夠進一步遠離第二室104。通常，在本實施方式中，工作流體1104是水，水除了在商業(yè)上可獲得以外，在冷卻裝置工作的同時能夠輕松地進行補充。根據(jù)本發(fā)明的其它實施方式，工作流體1104是乙二醇和水的合成物，通常叫做防凍劑。防凍劑的使用防止在熱電裝置106斷開時工作流體結(jié)冰。圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式的冷卻系統(tǒng)1200的橫截面圖。除了參考圖6、圖7、圖9和圖11描述的元件以外，冷卻系統(tǒng)1200包括一個或多個具有翅片1204的燒結(jié)熱管1202。燒結(jié)熱管1202將第一流體110的溫度保持為接近室溫。泵1102使工作流體1104通過柔性的流體回路1106在流體容器120和熱交換器1108之間循環(huán)。根據(jù)此實施方式，流體回路1106將第一流體110分成兩部分。一部分第一流體110作為工作流體1104傳遞至熱交換器1108，而另一部分傳遞至第二室104。當(dāng)?shù)诙?04中的第二流體124達到所需溫度時，關(guān)閉泵1102，從而防止工作流體1104的循環(huán)。圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式的冷卻系統(tǒng)1300的橫截面圖。冷卻系統(tǒng)1300包括圖11中所描述的元件的變型布置。根據(jù)本發(fā)明的本實施方式，流體回路1106在第一室102和第二室104之間分配工作流體1104。在一個實施方式中，流體回路1106由軟銅制成。根據(jù)本實施方式，工作流體1104是第一流體110的一部分。流體回路1106將第一流體110分成兩部分：一部分作為工作流體1104被傳遞至熱交換器1108，而另一部分被傳遞至第二室104。在本實施方式中，熱交換器1108附接至熱電裝置106的冷側(cè)，因此，在每次經(jīng)過熱交換器1108的過程中，流體回路1106被冷卻。當(dāng)?shù)诙?04中的第二流體124達到期望的冷卻溫度時，泵1102關(guān)閉，從而防止第一室102和第二室104之間的任何進一步的流體交換。在圖12和圖13所描述的實施方式中，泵1102和工作流體1104的存在當(dāng)接通泵1102時允許不定向的熱傳遞，并且當(dāng)斷開泵1102時確保熱隔離。因此，泵1102和工作流體1104由此用作熱二極管。圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的冷卻系統(tǒng)1400的橫截面圖。除了參考圖6描述的元件以外，冷卻系統(tǒng)1400包括熱管1402、第一金屬塊1404、以及第二金屬塊1406。在本實施方式中，第一金屬塊1404與散熱裝置710連接，并且第二金屬塊1406與第一本體108連接。熱管1402的端部嵌在每個第一金屬塊1404和第二金屬塊1406中，從而將散熱裝置710與第一本體108連接。熱管1402使得熱量能夠從第一本體108直接傳遞至散熱裝置710。圖15示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的冷卻系統(tǒng)1500的橫截面圖。冷卻系統(tǒng)1500是分隔式熱電冷卻器，其包括主熱電裝置1502和輔熱電裝置1504。主熱電裝置1502和輔熱電裝置1504與冷卻室1506連接。在本發(fā)明的一個實施方式中，與主熱電裝置1502相比，輔熱電裝置1504的尺寸較小且具有較差的冷卻能力。主熱電裝置1502保持接通一定時間，以在冷卻室1506中產(chǎn)生冷卻效果。輔熱電裝置1504是小型熱電冷卻器，并始終接通。優(yōu)選地，輔熱電裝置1504被偏壓以在冷卻室1506中產(chǎn)生冷卻所需的最小電流，以補償從冷卻室1506的熱量泄漏。冷卻室1506包含需要冷卻的流體1501。在本發(fā)明的一個實施方式中，冷卻室1506是電冰箱的冷卻室。蒸氣二極管1514與主熱電裝置1502的熱端連接，以防止斷開主熱電裝置1502時熱量流動至冷卻室1506。熱交換器1518將主熱電裝置1502所提取的熱量分散至周圍環(huán)境。在本發(fā)明的一個實施方式中，熱交換器1518具有散熱風(fēng)扇1516。當(dāng)接通主熱電裝置1502和散熱風(fēng)扇1516時，蒸氣二極管1514和熱交換器1518的組合向周圍環(huán)境的凈導(dǎo)熱性是大約5W/℃。然而，當(dāng)斷開主熱電裝置1502和散熱風(fēng)扇1516時，該組合的凈導(dǎo)熱性低得多。這是因為，熱交換器1518的導(dǎo)熱性僅是由于自然對流，并且當(dāng)斷開主熱電裝置1502時，蒸氣二極管1514的導(dǎo)熱性較差。因此，熱交換器1518對冷卻系統(tǒng)1500增加附加的熱阻。因此，斷開狀態(tài)中的蒸氣二極管1514和散熱風(fēng)扇1516的組合的凈導(dǎo)熱性小于0.1W/℃。熱交換器1518用作二極管，因為其導(dǎo)熱性取決于散熱風(fēng)扇1516的接通或斷開狀態(tài)，并且，其增強了熱二極管特性。因此，除了蒸氣二極管1514以外，熱交換器1518有助于防止熱量泄漏回到冷室中。第一冷風(fēng)扇1510存在于冷卻室1506中，以幫助將熱量從流體1501傳遞至主熱電裝置1502。此外，第一冷風(fēng)扇1510有助于在冷卻室1506內(nèi)保持均勻的溫度。當(dāng)主熱電裝置1502斷開時，第一冷風(fēng)扇1510也斷開。第一冷風(fēng)扇1510在接通時的導(dǎo)熱性比其斷開時的導(dǎo)熱性大。因此，第一冷風(fēng)扇1510在斷開時也增加附加的熱阻，從而增強蒸氣二極管1514和熱交換器1518的組合的熱二極管特性。第二冷風(fēng)扇1512存在于冷卻室1506中，以幫助將熱量從流體1501傳遞至輔熱電裝置1504。此外，第二冷風(fēng)扇1512有助于在冷卻室1506內(nèi)保持均勻的溫度。用作散熱器的熱風(fēng)扇1508附接至輔熱電裝置1504，以將輔熱電裝置1504排出的少量熱量分散至周圍環(huán)境。在本發(fā)明的一個實施方式中，任何其它類型的散熱器可用來代替熱風(fēng)扇1508。在本發(fā)明的一個實施方式中，主熱電裝置1502的冷卻能力是輔熱電裝置1504的冷卻能力的5至10倍。輔熱電裝置1504始終保持在接通狀態(tài)。恒定的電流經(jīng)過輔熱電裝置1504以產(chǎn)生冷卻，從而補償通過冷卻室1506的熱量泄漏。熱風(fēng)扇1508與輔熱電裝置1504一起也恒定地保持在接通狀態(tài)，以分散輔熱電裝置1504排出的熱量。在冷卻過程開始時主熱電裝置1502接通。在達到穩(wěn)定狀態(tài)之后，主熱電裝置1502斷開。當(dāng)主熱電裝置1502斷開時，散熱風(fēng)扇1516和第一冷風(fēng)扇1510也斷開。在本發(fā)明的一個實施方式中，當(dāng)冷卻室1506的溫度上升到超過溫度上限時，主熱電裝置1502接通。此外，當(dāng)主熱電裝置1502接通時，熱交換器1518和第一冷風(fēng)扇1510接通。例如，當(dāng)打開電冰箱時，主熱電裝置1502在冷卻室1506的溫度上升到超過溫度上限時接通。當(dāng)冷卻室1506的溫度下降并達到溫度下限時，主熱電裝置1502斷開。當(dāng)主熱電裝置1502斷開時，散熱風(fēng)扇1516和第一冷風(fēng)扇1510也斷開，并且，熱交換器1518和蒸氣二極管1514的組合防止熱量泄漏。通常，在電冰箱中，每天要打開門大約20至24次。因此，主熱電裝置1502平均每天僅接通大約20次，這意味著，每年大約7000至8000次，或者，在主熱電裝置1502的使用壽命中打開70000至80000次（假設(shè)10年的使用壽命）。因此，熱電冷卻系統(tǒng)的可靠性提高。熱電冷卻系統(tǒng)的能耗也較小，因為主熱電裝置1502在達到溫度下限之后斷開，并且，僅有的功率損耗是由于較小的輔熱電裝置1504的原因。在本發(fā)明的一個實施方式中，改變輔熱電裝置1504的偏壓電流，使得當(dāng)接通主熱電裝置1502時輔熱電裝置被偏壓以較高的電流。然后，對輔熱電裝置1504的偏壓電流減小至主熱電裝置1502斷開時補償進入第三冷卻室406中的泄漏所必需的最小電流。圖16示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式的冷卻系統(tǒng)1600的橫截面圖。除了結(jié)合圖15提到的元件以外，冷卻系統(tǒng)1600包含輔蒸氣二極管1602。輔蒸氣二極管1602與輔熱電裝置1504的熱側(cè)連接。在本發(fā)明的此實施方式中，輔熱電裝置1504以開關(guān)循環(huán)工作。僅當(dāng)通過冷卻室1506的壁的泄漏使流體1501的溫度上升到超過溫度上限時，在長時間不工作之后將輔熱電裝置接通。例如，在夜晚中，當(dāng)電冰箱長時間保持關(guān)閉時，輔熱電裝置1504斷開。當(dāng)輔熱電裝置1504斷開時，輔蒸氣二極管1602防止熱量回流至輔熱電裝置1504。在本發(fā)明的一個實施方式中，當(dāng)輔蒸氣二極管1602接通時，第二冷風(fēng)扇1512和熱風(fēng)扇1508接通。類似地，當(dāng)輔蒸氣二極管1602斷開時，第二冷風(fēng)扇1512和熱風(fēng)扇1508斷開。此開關(guān)循環(huán)降低了輔熱電裝置1504的能耗，并提高了冷卻系統(tǒng)1600的效率。在另一實施方式中，輔熱電裝置1504由脈沖寬度調(diào)制電流源控制，并且該電流源取決于冷卻室1506的溫度。圖17a和圖17b分別示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式的第一冷卻系統(tǒng)1700和第二冷卻系統(tǒng)1704的橫截面圖。圖17a中的第一冷卻系統(tǒng)1700是分隔式熱電冷卻器的另一結(jié)構(gòu)，并且包括與冷卻室1506連接的主熱電裝置1502和輔熱電裝置1504。在本發(fā)明的一個實施方式中，冷卻室1506是包含空氣的電冰箱的冷卻室或水冷卻器的冷卻室。除了結(jié)合圖15提到的元件以外，第一冷卻系統(tǒng)1700包含附接至輔熱電裝置1504的銅塊1702。銅塊1702將輔熱電裝置1504排出的熱量傳導(dǎo)至熱交換器1518，熱交換器將該熱量分散至周圍環(huán)境。因此，熱交換器1518分散由主熱電裝置1502和輔熱電裝置1504排出的熱量。散熱風(fēng)扇1516始終保持接通，以分散輔熱電裝置1504排出的熱量。圖17b的第二冷卻系統(tǒng)1704是分隔式熱電冷卻器的另一結(jié)構(gòu)，并且包括與冷卻室1506連接的主熱電裝置1502和輔熱電裝置1504。第二冷卻系統(tǒng)1704和第一冷卻系統(tǒng)1700的不同之處在于，蒸氣二極管1514與輔熱電裝置1504平行。第二冷卻系統(tǒng)1704還包括將主熱電裝置1502和輔熱電裝置1504以及蒸氣二極管1514連接的金屬板1706。圖18示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的冷卻系統(tǒng)1800的橫截面圖。冷卻系統(tǒng)1800描述分隔式熱電冷卻器的另一結(jié)構(gòu)，其包括主熱電裝置1502和輔熱電裝置1504，如結(jié)合圖15所提到的。在本發(fā)明的此實施方式中，流體1501是水，并且冷卻系統(tǒng)1800是水冷卻器。在冷卻室1506中，熱水位于冷水的上方。主熱電裝置1502位于冷卻室1506的頂部。當(dāng)存在于冷卻室1506頂部的熱水由主熱電裝置1502冷卻時，水的密度增大，且冷水如箭頭1802所示向下滑動。輔熱電裝置1504存在于冷卻系統(tǒng)1800的底部，并保持存在于冷卻室1506底部的冷水的溫度。冷水出口1804存在于冷卻室1506的底部。圖19示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的冷卻系統(tǒng)1900的橫截面圖。除了結(jié)合圖18提到的元件以外，冷卻系統(tǒng)1900包含輔蒸氣二極管1602。冷卻系統(tǒng)1900描述分隔式熱電冷卻器的另一結(jié)構(gòu)，其包括主熱電裝置1502和輔熱電裝置1504。輔蒸氣二極管1602與輔熱電裝置1504的熱側(cè)連接。在本發(fā)明的此實施方式中，輔熱電裝置1504以開關(guān)循環(huán)工作。僅當(dāng)通過冷卻室1506的壁的泄漏使流體1501的溫度上升到超過溫度上限時，在長時間不工作之后將輔熱電裝置接通。例如，在夜晚中，當(dāng)水冷卻器長時間保持關(guān)閉時，輔熱電裝置1504斷開。當(dāng)輔熱電裝置1504斷開時，輔蒸氣二極管1602防止熱量回流至輔熱電裝置1504。在本發(fā)明的一個實施方式中，輔熱電裝置1504由脈沖寬度調(diào)制電流源控制，并且該電流源取決于冷卻室1506的溫度。與第一冷卻系統(tǒng)1700的效率相比，斷開輔熱電裝置1504進一步提高了冷卻系統(tǒng)1900的效率。圖20示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式的冷卻系統(tǒng)2000的橫截面圖。冷卻系統(tǒng)2000描述分隔式熱電冷卻器的另一結(jié)構(gòu)，其包括主熱電裝置1502和輔熱電裝置1504。除了結(jié)合圖18提到的元件以外，冷卻系統(tǒng)2000包含電容器2002，該電容器包括熱交換器1518。電容器2002具有輸入室2004，該輸入室包含第一流體2006和風(fēng)扇2010。電容器2002以使得蒸氣二極管1514分散的熱量被傳遞至第一流體2006的方式與蒸氣二極管1514的表面機械地連接。在本發(fā)明的一個實施方式中，第一流體2006是水。由于水具有高比熱，所以其有助于在輸入室2004中保持恒溫。此外，第一流體2006的體積比流體1501的體積大。因此，第一流體2006具有比流體1501更高的熱容量。因此，即使當(dāng)主熱電裝置1502接通時，第一流體2006的溫度也相對恒定。根據(jù)一個實施方式，第一流體2006的通常溫度在30℃，并且流體1501的溫度在5℃。在一個實施方式中，輸入室2004和冷卻室1506通過流體管道2008連接，使得流體能夠從輸入室2004傳遞至冷卻室1506。根據(jù)一個實施方式，輸入室2004和冷卻室1506保持間隔一定距離，并通過柔性流體回路和泵連接。可以將柔性流體回路彎成不同形狀，以將輸入室2004與冷卻室1506連接。泵有助于將流體從輸入室2004通過柔性流體回路傳遞至冷卻室1506。在本發(fā)明的一個實施方式中，輸入室2004位于比冷卻室1506高的位置，并且第一流體2006由于重力而傳遞至冷卻室1506。為了本描述的目的，對于冷卻系統(tǒng)2000僅示出了兩個室。然而，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將顯而易見的是，冷卻系統(tǒng)2000可以包括不止兩個室，并且，能夠級聯(lián)冷卻方案以將流體冷卻至低溫。圖21示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式的冷卻系統(tǒng)2100的橫截面圖。冷卻系統(tǒng)2100是兩級分隔式熱電冷卻器，并且包括一級主熱電裝置2102、一級輔熱電裝置2104、二級主熱電裝置2106、二級輔熱電裝置2108、蒸氣二極管1514、以及熱交換器1518。一級主熱電裝置2102和一級輔熱電裝置2104與冷卻室1506連接。冷卻室1506包含需要冷卻的流體1501。在本發(fā)明的一個實施方式中，冷卻室1506是需要冷卻至低溫（低于0℃）的電冰箱或冰箱的冷卻室。與一級主熱電裝置2102和二級主熱電裝置2106相比，一級輔熱電裝置2104和二級輔熱電裝置2108更小。使用輔熱電裝置2104和2108，因為當(dāng)冷卻室1506保持在低溫時，進入冷卻室1506的熱量泄漏非常高。一級主熱電裝置2102與冷卻室1506和蒸氣二極管1514連接。二級主熱電裝置2106與蒸氣二極管1514和熱交換器1518連接。在一定周期內(nèi)一級主熱電裝置2102和二級主熱電裝置2106保持接通，以在冷卻室1506中產(chǎn)生冷卻效果。一級輔熱電裝置2104和二級輔熱電裝置2108因連續(xù)對其供應(yīng)的小電流而始終保持接通。蒸氣二極管1514與一級主熱電裝置2102的熱端連接，以防止熱量回流至冷卻室1506。熱交換器1518將一級主熱電裝置2102和二級主熱電裝置2106提取的熱量分散至周圍環(huán)境。在本發(fā)明的一個實施方式中，熱交換器1518包含散熱風(fēng)扇1516。當(dāng)一級主熱電裝置2102、二級主熱電裝置2106和散熱風(fēng)扇1516接通時，蒸氣二極管1514的前向?qū)嵝院蜔峤粨Q器1518對周圍環(huán)境的導(dǎo)熱性非常高。然而，當(dāng)一級主熱電裝置2102、二級主熱電裝置2106和散熱風(fēng)扇1516斷開時，蒸氣二極管1514的導(dǎo)熱性和熱交換器1518的導(dǎo)熱性較低。這是因為，熱交換器1518的導(dǎo)熱性僅是由于自然對流而產(chǎn)生的，并且蒸氣二極管1514的導(dǎo)熱性在相反方向上較低。第一冷風(fēng)扇1510存在于冷卻室1506中，以幫助將熱量從流體1501傳遞至一級主熱電裝置2102。此外，第一冷風(fēng)扇1510有助于在冷卻室1506中保持均勻的溫度。當(dāng)主熱電裝置2102和2106接通時，第一冷風(fēng)扇1510接通，并且當(dāng)主熱電裝置2102和2106斷開時，第一冷風(fēng)扇1510斷開。第二冷風(fēng)扇1512存在于冷卻室1506中，以幫助將熱量從流體1501傳遞至一級輔熱電裝置2104。此外，第二冷風(fēng)扇1512有助于在冷卻室1506中保持均勻的溫度。熱風(fēng)扇1508附接至二級輔熱電裝置2108，以將二級輔熱電裝置2108排出的熱量分散至周圍環(huán)境。在本發(fā)明的一個實施方式中，主熱電裝置2102和2106的冷卻能力是輔熱電裝置2104和2108的冷卻能力的5至10倍。輔熱電裝置2104和2108始終保持在接通狀態(tài)。恒定的電流經(jīng)過輔熱電裝置2104和2108，以將它們保持接通并補償進入冷卻室1506的熱量泄漏。熱風(fēng)扇1508與輔熱電裝置2104和2108一起也恒定地保持接通，以分散所排出的熱量。在冷卻過程開始時主熱電裝置2102和2106接通。在達到穩(wěn)定狀態(tài)之后，主熱電裝置2102和2106斷開。當(dāng)冷卻室1506的溫度上升到超過溫度上限時，主熱電裝置2102和2106接通。例如，當(dāng)打開電冰箱時，主熱電裝置2102和2106在冷卻室1506的溫度上升到超過溫度上限之后接通。當(dāng)冷卻室1506的溫度下降至溫度下限時，主熱電裝置2102和2106斷開。當(dāng)主熱電裝置2102和2106斷開時，蒸氣二極管1514防止進入冷卻室1506的熱量泄漏。二級主熱電裝置2106將其焦耳熱和由蒸氣二極管1514排出的熱量分散至熱交換器1518。二級主熱電裝置2106能夠在開關(guān)頻率下操作，該開關(guān)頻率與一級主熱電裝置2102的頻率不同。通常，冷卻系統(tǒng)2100具有兩級，但是其可具有更多數(shù)量的級聯(lián)成實現(xiàn)低溫的級。對于給定的溫差，與一級熱電冷卻器相比，兩級熱電冷卻器提供更多冷卻并且更有效。在一個示例性實施方式中，冷卻室1506保持在-5℃的溫度。一級主熱電裝置2102在-5℃至20℃之間工作，而二級主熱電裝置2106在20℃和環(huán)境溫度（接近40℃）之間工作。由于蒸氣二極管1514不需要分散二級主熱電裝置2106排出的焦耳熱，所以可使用更小的蒸氣二極管。兩級熱電冷卻裝置在較寬的溫度范圍內(nèi)有效地工作。圖22示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的冷卻系統(tǒng)2200的橫截面圖。冷卻系統(tǒng)2200是兩級分隔式熱電冷卻器的另一結(jié)構(gòu)，并且包括一級主熱電裝置2102、一級輔熱電裝置2104、二級主熱電裝置2106、蒸氣二極管1514、以及熱交換器1518。在冷卻系統(tǒng)2200中，不使用圖21中的二級輔熱電裝置2108。一級熱電裝置2102和2104與冷卻室1506連接。一級主熱電裝置2102與蒸氣二極管1514連接。二級主熱電裝置2106與蒸氣二極管1514和熱交換器1518連接。銅塊1702附接至一級輔熱電裝置2104，以將由一級輔熱電裝置2104排出的熱量傳導(dǎo)至二級主熱電裝置2106。散熱風(fēng)扇1516始終保持接通，以分散由一級輔熱電裝置2104排出的熱量。當(dāng)需要較大溫差來將流體1501的溫度保持在工作溫度范圍內(nèi)時，一級主熱電裝置2102接通。二級主熱電裝置2106恒定地接通，以分散來自一級主熱電裝置2102和一級輔熱電裝置2104的熱量。此外，熱交換器1518保持接通，以將所提取的熱量分散至周圍環(huán)境。根據(jù)本發(fā)明的各種實施方式，在熱電冷卻系統(tǒng)中熱電裝置、蒸氣二極管和熱電容器可以具有不同的布置。圖23a、圖23b、圖24a、圖24b、圖25a、圖25b、圖25c和圖25d舉例說明了這些布置。圖23a和圖23b是通過標(biāo)記描述熱電裝置和其它元件的示意圖。圖23a代表第一兩級冷卻磚2300的布置，而圖23b代表第二兩級冷卻磚2302的布置。第一兩級冷卻磚2300和第二兩級冷卻磚2302中的每一個均包括兩個熱電裝置，即第一熱電裝置2304和第二熱電裝置2306，接著是蒸氣二極管2308和散熱器2310。第一熱電裝置2304和第二熱電裝置2306通過第一兩級冷卻磚2300的冷端2314提取熱量，并使熱量通過蒸氣二極管2308到達散熱器2310。散熱器2310將熱量排出至周圍環(huán)境。圖23b中的第二兩級冷卻磚2302包括與第一兩級冷卻磚2300相同的熱電裝置、蒸氣二極管和散熱器的布置。另外，第二兩級冷卻磚2302包括第一熱電容器2316和第二熱電容器2318。第一熱電容器2316和第二熱電容器2318與第二兩級冷卻磚2302的散熱路徑并聯(lián)地設(shè)置，以壓制（clamp）系統(tǒng)中不同點的溫度，并防止與熱電容器2316和2318的增加相應(yīng)的任何附加的溫度損失。高熱容量材料（例如，相變材料）通常具有低導(dǎo)熱性，并能夠增加路徑的熱阻。第一熱電容器2316壓制冷端2314的溫度，并且第二熱電容器2318壓制蒸氣二極管2308的端部的溫度。由于與散熱器2310相比，第一熱電容器2316和第二熱電容器2318具有非常低的導(dǎo)熱性，所以串聯(lián)地放置第一熱電容器2316和第二熱電容器2318將導(dǎo)致沿著散熱路徑的巨大的溫度損失。因此，并聯(lián)布置是優(yōu)選的，這壓制溫度并確保沿著散熱路徑的最小的溫度損失。由于PCM具有低導(dǎo)熱率，所以擴散第一熱電容器2316和第二熱電容器2318內(nèi)的熱量以增加凈導(dǎo)熱性是重要的。第一熱電容器2316和第二熱電容器2318設(shè)計成在PCM的體積中分配熱流，而不會導(dǎo)致各個電容器和周圍環(huán)境之間出現(xiàn)明顯的溫度下降。在本發(fā)明的一個實施方式中，第一熱電容器2316和第二熱電容器2318具有畢奧數(shù)高的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。在瞬時階段的過程中，第一熱電容器2316和第二熱電容器2318的使用降低了第二兩級冷卻磚2302上的總溫差，從而導(dǎo)致高COP。圖24a和圖24b分別代表第三兩級冷卻磚2400和第四兩級冷卻磚2402的布置。雖然大多數(shù)部件與圖23a和圖23b中的那些部件相似，但是在此布置中，它們的相對位置不同。尤其是，蒸氣二極管2308附接至第一熱電裝置2304的冷側(cè)。根據(jù)本發(fā)明的此實施方式，圖24a的第三兩級冷卻磚2400包含蒸氣二極管2308，接著是兩個熱電裝置，即第一熱電裝置2304和第二熱電裝置2306。蒸氣二極管2308包含在低溫下更有效的流體，例如，異丙醇。由于蒸氣二極管2308存在于第三兩級冷卻磚2400中的冷側(cè)，所以與蒸氣二極管2308布置在第一兩級冷卻磚2300的熱側(cè)通過的熱通量相比，蒸氣二極管2308在冷側(cè)通過更少的熱通量。散熱器2310將從冷端2314提取的熱量以及第一熱電裝置2304和第二熱電裝置2306的焦耳熱排出至周圍環(huán)境。圖24b的第四兩級冷卻磚2402包括與第三兩級冷卻磚2400相同的熱電裝置、蒸氣二極管和散熱器的布置。除了第三兩級冷卻磚2400中的元件以外，第四兩級冷卻磚2402包括第一熱電容器2316和第二熱電容器2318。如結(jié)合圖23b所描述的，第一熱電容器2316和第二熱電容器2318與第四兩級冷卻磚2402的散熱路徑并聯(lián)地設(shè)置，使得沒有與熱電容器2316和2318的增加相應(yīng)的溫度損失。在本發(fā)明的一個實施方式中，第一熱電容器2316壓制冷端2314的溫度，并且第二熱電容器2318壓制散熱器2310的溫度。圖25a、圖25b、圖25c和圖25d分別是描述第五兩級冷卻磚2500、第六兩級冷卻磚2502、第七兩級冷卻磚2504和第八兩級冷卻磚2506的示意圖。這些是熱電裝置、蒸氣二極管和散熱器的相對布置的其它變型。根據(jù)本發(fā)明的此實施方式，圖25a所示的第五兩級冷卻磚2500包含設(shè)置在第一熱電裝置2304和第二熱電裝置2306之間的蒸氣二極管2308。在此實施方式中，蒸氣二極管2308將第一熱電裝置2304和冷端2314隔離在第五兩級冷卻磚2500的斷開狀態(tài)中。蒸氣二極管2308處理從冷端2314提取的熱量和第一熱電裝置2304的焦耳熱。因此，通過第五兩級冷卻磚2500的蒸氣二極管2308的熱通量小于通過第一兩級冷卻磚2300的蒸氣二極管2308的熱通量。圖25a的布置能夠在蒸氣二極管上產(chǎn)生最佳溫差，從而改進其性能。圖25b所示的第六兩級冷卻磚2502包括與第五兩級冷卻磚2500相同的熱電裝置、蒸氣二極管和散熱器的布置。除了第五兩級冷卻磚2500中的元件以外，第六兩級冷卻磚2502包括與散熱路徑并聯(lián)設(shè)置的第一熱電容器2316和第二熱電容器2318。如結(jié)合圖23b和圖24b所說明的，此布置不僅壓制不同點處熱流的溫度，而且提高了冷卻磚的效率。在本發(fā)明的一個實施方式中，第一熱電容器2316壓制冷端2314的溫度，并且第二熱電容器2318壓制散熱器2310的溫度。圖25c所示的第七兩級冷卻磚2504包括與第五兩級冷卻磚2500相同的元件，但是具有不同的布置。在本發(fā)明的此實施方式中，蒸氣二極管2308與第二熱電裝置2306并聯(lián)。圖25d所示的第八兩級冷卻磚2506包括與第七兩級冷卻磚2504相同的熱電裝置、蒸氣二極管和散熱器的布置。除了第七兩級冷卻磚2504中的元件以外，第八兩級冷卻磚2506包括與散熱路徑并聯(lián)設(shè)置的第一熱電容器2316和第二熱電容器2318。如結(jié)合圖23b和圖24b所說明的，此布置不僅壓制不同點處熱流的溫度，而且提高了冷卻磚的效率。在本發(fā)明的一個實施方式中，第一熱電容器2316壓制冷端2314的溫度，并且第二熱電容器2318壓制散熱器2310的溫度。圖26示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的冷卻磚2600的透視圖。根據(jù)本發(fā)明的各種實施方式，冷卻磚2600在熱電冷卻系統(tǒng)（例如，冷凍器、電冰箱和飲水機）中用作冷卻發(fā)動機。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，冷卻磚2600是3英寸長、3英寸寬、1英寸高的矩形塊體。然而，根據(jù)應(yīng)用和通過冷卻磚的熱通量的量，冷卻磚2600可以采用不同的尺寸。根據(jù)本發(fā)明的各種實施方式，冷卻磚2600包括熱電冷卻器模塊2602、蒸氣二極管2604、以及開關(guān)電路（在圖27中標(biāo)為2704）。冷卻磚2600具有兩側(cè)—第一側(cè)2608和第二側(cè)2610。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，第一側(cè)2608與需要冷卻的室連接（結(jié)合圖28和圖29說明），而第二側(cè)2610與散熱器連接（結(jié)合圖27說明）。第一側(cè)2608從所述室吸收熱量，而第二側(cè)2610排出熱量。蒸氣二極管2604用作使通過冷卻磚2600的熱流保持方向依賴性的熱二極管。蒸氣二極管2604允許熱量從所述室流至散熱器，并防止熱量從散熱器流至所述室。對于本發(fā)明來說，熱二極管的選擇取決于熱二極管的被稱為雙極性（diodicity）γ的參數(shù)。熱二極管的雙極性定義為前向傳導(dǎo)方向上的導(dǎo)熱性與反向方向上的導(dǎo)熱性之比。為了本發(fā)明的目的，熱二極管具有盡可能高的雙極性，理想地大于或等于100。因此，蒸氣二極管比其它熱二極管更優(yōu)選，因為蒸氣二極管的雙極性大于150。根據(jù)本發(fā)明的其它實施方式，使用其它利用機械運動零件（例如，泵水回路和空氣隔膜）的熱二極管。冷卻磚2600具有端口2606，其包括電導(dǎo)線，以對熱電冷卻器模塊2602和開關(guān)電路提供直流電流。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，冷卻磚2600被能夠提供6A至15A電流的12V直流電流源供電。如果用變壓器和整流器將電壓轉(zhuǎn)變成12V直流至15V直流，那么冷卻磚2600可被110V交流或220V交流供電。結(jié)合圖36詳細描述存在于冷卻磚2600中的開關(guān)電路。根據(jù)本發(fā)明的各種實施方式，冷卻磚2600的熱電冷卻器模塊2602包含能夠?qū)崃繌睦鋮s磚2600的第一側(cè)2608泵至第二側(cè)2610的多個熱電偶。在本發(fā)明的各種實施方式中，冷卻磚2600還包含熱元件，例如熱電容器。熱電容器是具有高比熱液體（例如，水）的系統(tǒng)，其能夠用來將溫度保持在期望的溫度范圍內(nèi)。在本發(fā)明的各種實施方式中，熱電容器是PCM或具有高比熱懸浮物的儲水器。除了從用于操作本發(fā)明中提到的冷卻磚2600的方法產(chǎn)生的改進的COP以外，冷卻磚2600在具有作為不同元件的熱電冷卻器模塊、蒸氣二極管和開關(guān)電路的系統(tǒng)上的優(yōu)點是，冷卻磚2600使得冷卻系統(tǒng)模塊化，與蒸氣壓縮機相似。因此，使用冷卻磚2600的制冷系統(tǒng)易于裝配并集成在電冰箱中，從而降低制造成本。因此，不用任何電的或冷卻的專門技術(shù)，便能夠裝配電冰箱。此外，不用任何大的設(shè)計修改就可使用冷卻磚2600。此外，冷卻磚2600具有更少的用于溫度傳感器和控制電路的外部配線，并且，磚的四個絕熱側(cè)可與絕熱體（例如，聚苯乙烯泡沫）絕緣，以防止熱損失。圖27示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的包含冷卻磚2600的冷卻系統(tǒng)2700的分解圖。冷卻系統(tǒng)2700是包含用于冷卻冷卻系統(tǒng)2700的冷卻部分2702的電冰箱。冷卻部分2702包含冷卻磚2600。如結(jié)合圖26所說明的，冷卻磚2600包含熱電冷卻器模塊2602、蒸氣二極管2604、以及開關(guān)電路2704。提供熱風(fēng)扇2706和散熱器2708，以便于將熱量從冷卻磚2600傳遞至周圍環(huán)境。提供冷卻散熱器2710和冷風(fēng)扇2712，以便于將熱量從待冷卻的流體傳遞至冷卻磚2600。圖28示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的具有冷卻磚2600的冷卻系統(tǒng)2800的橫截面圖。除了冷卻磚2600以外，冷卻系統(tǒng)2800包括冷室2812、第三熱電容器2806、包含熱管的金屬板2808、以及散熱器2810。根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，金屬板2808可包含一組的一個或多個熱管。在冷卻系統(tǒng)2800中，冷室2812包含需要冷卻的流體2802。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，流體2802是冷藏庫或電冰箱的空氣。冷室2812由第一絕緣壁2804包圍，第一絕緣壁有助于防止熱量從周圍環(huán)境傳遞至流體2802，從而有助于將流體2802保持在期望的溫度范圍內(nèi)。在一個示例性實施方式中，期望的溫度范圍在0℃至8℃之間。根據(jù)本發(fā)明的各種實施方式，第一絕緣壁2804由具有低導(dǎo)熱性的材料制成。具有低導(dǎo)熱性的材料的典型實例包括聚亞安酯和泡沫塑料。通過存在于冷卻系統(tǒng)2800中的冷卻磚2600來實現(xiàn)冷室2812中的流體2802的冷卻。當(dāng)直流電流通過冷卻磚2600時，冷卻磚2600通過散熱器2810和風(fēng)扇2814從流體2802提取熱量，從而冷卻流體2802。提供風(fēng)扇2814，以幫助將熱量從散熱器2810分散至周圍環(huán)境。所提取的熱量和冷卻磚2600的焦耳熱被分散至嵌在金屬板2808中的熱管，該金屬板與冷卻磚2600連接。熱管將金屬板2808頂部的溫度保持為與金屬板底部的溫度相同。金屬板2808的另一側(cè)在頂部與第三熱電容器2806連接，而在底部與散熱器2810連接。在開關(guān)瞬時的過程中，第三熱電容器2806將金屬板2808的溫度保持為接近環(huán)境溫度的恒定值。另外，散熱器2810和風(fēng)扇2814將熱量分散至周圍環(huán)境，并且也將金屬板2808的溫度保持為接近環(huán)境溫度。散熱器2810和第三熱電容器2806的相對位置能夠互換，只要它們與金屬板2808熱連接即可。在一個示例性實施方式中，第三熱電容器2806是相變溫度稍高于（5℃）環(huán)境溫度的PCM的包裝。在另一示例性實施方式中，第三熱電容器2806中的PCM由石蠟制成。用來制造第三熱電容器2806中的PCM的石蠟的典型實例包括二十烷和二十二烷。在又一示例性實施方式中，第三熱電容器2806中的PCM由水合鹽制成。七水合硫酸鎂是用來制造第三熱電容器2806中的PCM的典型水合鹽的一個實例。在又一示例性實施方式中，第三熱電容2806器中的PCM由液態(tài)金屬制成。用來制造第三熱電容2806器中的PCM的液態(tài)金屬的典型實例包括，但不限于，鎵、銦和錫合金。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，在冷室2812中設(shè)置有冷側(cè)散熱器2816和冷風(fēng)扇2818。冷側(cè)散熱器2816和冷風(fēng)扇2818有助于將熱量從流體2802傳遞至冷卻磚2600，并有助于在冷室2812中保持均勻的溫度。圖29示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的具有冷卻磚2600的冷卻系統(tǒng)2900的橫截面圖。冷卻系統(tǒng)2900包括包含第一流體2902的第一室2910、以及包含第二流體2904的第二室2912。在冷卻系統(tǒng)2900中，第二室2912包含需要冷卻的第二流體2904。在本發(fā)明的一個示例性實施方式中，第二流體2904是水。通過冷卻磚2600來實現(xiàn)第二流體2904在第二室2912中的冷卻。當(dāng)直流電流通過冷卻磚2600時，其從第二流體2904提取熱量，從而冷卻第二流體2904，并將所提取的熱量和冷卻磚2600的焦耳熱分散至包含于金屬板2808中的熱管，該金屬板與冷卻磚2600連接。第二室2912由阻止熱量從周圍環(huán)境和第一室2910流至第二流體2904的第二絕緣壁2906包圍，從而有助于將第二流體2904保持在恒溫范圍內(nèi)。金屬板2808包括第一端和第二端。第一端具有與冷卻磚2600的熱端機械地連接的第一表面以及與散熱器2810連接的相對表面。第二端夾在具有PCM的第三熱電容器2806和第一室2910的導(dǎo)熱壁之間。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，金屬板2808的第二端以如下方式與第三熱電容器2806連接：即金屬板2808能夠?qū)⒃诶鋮s磚2600的熱端分散的熱量傳遞至第三熱電容器2806，第三熱電容器保持在接近環(huán)境溫度的恒溫。第一室2910中的第一流體2902也用作熱電容器，并將金屬板2808的溫度保持為接近環(huán)境溫度。第一室2910以使得由冷卻磚2600分散的熱量傳遞至第一流體2902的方式與金屬板2808的第二端機械地連接。根據(jù)一個實施方式，第一室2910包括能夠?qū)崃繌慕饘侔?808傳遞至第一流體2902的熱傳導(dǎo)部分2908。由于水具有高比熱，所以其有助于在第一室2910中保持恒溫。因此，在本發(fā)明的一個實施方式中，第一流體2902是水。此外，第一流體2902的體積比第二流體2904的體積大。因此，第一流體2902具有比第二流體2904高的熱容量。因此，即使當(dāng)接通冷卻磚2600時，第一流體2902的溫度也相對恒定。根據(jù)一個實施方式，第一流體2902和第二流體2904之間的通常溫差在20℃至25℃之間變化。在一個實施方式中，第一室2910和第二室2912通過流體管道2914連接，以能夠?qū)⒘黧w從第一室2910傳遞至第二室2912。為了本描述的目的，對于冷卻系統(tǒng)2900僅示出了兩個室。然而，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將顯而易見的是，冷卻系統(tǒng)2900可以包括不止兩個室，并且，能夠級聯(lián)冷卻方案，以將流體冷卻至低溫。圖30示出了描述對于（1）傳統(tǒng)的冷卻裝置和（2）根據(jù)本發(fā)明的各種實施方式的冷卻系統(tǒng)的溫度隨時間的變化的兩個示圖。示圖1畫出傳統(tǒng)的冷卻裝置在流體的冷卻過程中溫度和時間的關(guān)系。在示圖1中，水平軸線3002代表時間，并且豎直軸線3004代表溫度。第一虛線3006代表恒定的環(huán)境溫度，并且在示圖1中用T環(huán)境表示。此外，第二虛線3008對應(yīng)于流體需要冷卻至的目標(biāo)溫度，并且在示圖1中用T設(shè)定表示。另外，對應(yīng)于傳統(tǒng)的冷卻裝置的熱端的最大溫度的第三虛線3010在示圖1中用TEC(TH1)的熱端表示。當(dāng)接通傳統(tǒng)的冷卻裝置時，冷卻器的熱端快速地達到平衡溫度TH1，這取決于散熱器的效率和相關(guān)的氣流。在使用普通散熱器的傳統(tǒng)的冷卻裝置中，TH1比環(huán)境溫度高大約20度。TH1和T環(huán)境之間的差由第一雙箭頭3012表示，并在示圖1中標(biāo)記為ΔT熱。此外，TH1和T設(shè)定之間的差由第二雙箭頭3014表示，并在示圖1中標(biāo)記為ΔT傳統(tǒng)。在使用傳統(tǒng)冷卻裝置的冷卻過程中，待冷卻的流體初始處于T環(huán)境。在持續(xù)時間τ傳統(tǒng)之后，流體的溫度降至T設(shè)定。第一曲線3016代表流體溫度的時間變化，并且在示圖1中由T水表示。由于傳統(tǒng)的冷卻裝置將所提取的熱量和裝置的相關(guān)焦耳熱分散至熱端，所以傳統(tǒng)的冷卻裝置的熱端的溫度升高。通常，傳統(tǒng)的冷卻裝置的熱端的溫度升高在35℃至45℃的范圍內(nèi)。第二曲線3018畫出在冷卻過程中熱端的溫度隨時間的變化。雖然傳統(tǒng)的冷卻裝置的熱端快速地達到平衡，但是，流體僅在時間段τ傳統(tǒng)之后達到期望的冷溫度。當(dāng)斷開傳統(tǒng)的冷卻裝置時，熱量從傳統(tǒng)的冷卻裝置的熱端回流至冷流體中。在示圖1中，第三曲線3020代表這種熱量通過熱電裝置的回流，并且標(biāo)記為T回流。第三曲線3020是已經(jīng)斷開傳統(tǒng)的冷卻裝置之后冷卻流體的溫度隨時間的變化。當(dāng)斷開傳統(tǒng)的冷卻裝置時，熱量從熱端(TH1)流至流體(T水)。如示圖1所示，TH1示出了下降（在一些情況中，甚至低于環(huán)境溫度）。在傳統(tǒng)的冷卻裝置中，冷卻模塊和散熱器之間的導(dǎo)熱性最大，以優(yōu)化其傳遞熱量的效率。這通常通過涂敷導(dǎo)熱界面糊劑或環(huán)氧樹脂來實現(xiàn)。雖然，當(dāng)斷開傳統(tǒng)的冷卻裝置時，與散熱器的緊密熱接觸在正常操作過程中是有利的，但是，這種高導(dǎo)熱性推動熱量回流至冷卻流體中。因此，必須將傳統(tǒng)的冷卻裝置保持操作，這會增加能耗。當(dāng)接通傳統(tǒng)的熱電冷卻裝置以冷卻流體時，熱電冷卻器的熱端根據(jù)散熱器的效率和相關(guān)的氣流而快速地達到平衡溫度。在使用普通的鋁散熱器和普通的熱側(cè)風(fēng)扇（大約40-50c.f.m氣流）的傳統(tǒng)的熱電冷卻裝置中，此平衡溫度在40℃至45℃的范圍內(nèi)，這比環(huán)境溫度高大約20℃。當(dāng)斷開傳統(tǒng)的熱電冷卻裝置時，熱量從其熱端回流至流體中。此外，在傳統(tǒng)的熱電冷卻裝置中，散熱器的導(dǎo)熱性最大，以降低熱電冷卻器的熱側(cè)的溫度，從而使其冷卻效率最大。通過在熱電冷卻器和散熱器之間涂敷導(dǎo)熱界面糊劑或環(huán)氧樹脂來增加導(dǎo)熱性。而且，為了降低傳統(tǒng)的熱電冷卻系統(tǒng)的熱側(cè)溫度，較大的散熱器和具有較大氣流的風(fēng)扇是優(yōu)選的。雖然，更好的熱接觸和更大的散熱器便于在接通狀態(tài)更好地散熱，但是，這些在斷開狀態(tài)增強了熱量的回流。因此，通常必須將傳統(tǒng)的冷卻裝置保持操作，這會導(dǎo)致增加能耗。示圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的熱電冷卻裝置的性能，并畫出了冷卻過程中流體的溫度隨時間的變化。根據(jù)一個實施方式，第一本體具有兩種不同的導(dǎo)熱性。根據(jù)此實施方式，當(dāng)接通熱電冷卻裝置時，熱電裝置的熱端和第一流體之間的導(dǎo)熱性高，當(dāng)斷開熱電冷卻裝置時，導(dǎo)熱性低。在示圖2中，水平軸線3022代表時間，并且豎直軸線3024代表溫度。在示圖2中，第四虛線3026代表用T環(huán)境表示的恒定的環(huán)境溫度。此外，第五虛線3028代表流體已經(jīng)冷卻之后的溫度下限，在示圖2中用TSL表示。第六虛線3030代表流體的溫度上限。此溫度級別在示圖2中用TSU表示，并對應(yīng)于需要再次接通冷卻系統(tǒng)時的溫度閾值。在簡單的成比例的控制系統(tǒng)中，這兩個溫度定義了比例范圍。第七虛線3032代表對應(yīng)于瞬時階段結(jié)束的時間，即，當(dāng)將熱電裝置斷開第一時間時的時間。對應(yīng)于在瞬時之后接通熱電裝置時的開關(guān)循環(huán)階段的時間在第八虛線3034和第九虛線3036之間示出。在示圖2中，熱電裝置的熱端的最大溫度和T環(huán)境之間的差用第三雙箭頭3038代表，并且用ΔT熱表示。在示圖2中，環(huán)境溫度T環(huán)境和TSL之間的差用第四雙箭頭3040代表，并且用ΔTSTEC表示。在比較這兩張示圖時，顯而易見的，示圖1中的ΔT熱比示圖2中的ΔT熱高。這是因為，在根據(jù)本發(fā)明的實施方式的熱電裝置的散熱器處分散的熱量分散在第一流體中。第一流體的高熱容量壓制熱電裝置的散熱器的溫度上升。在示圖2中，熱電裝置的熱端的溫度變化用第四曲線3042代表，并且用TH2表示。此外，第二流體的溫度變化用第五曲線3044代表，并用T水表示。在一個示例性實施方式中，冷卻系統(tǒng)的熱端的溫度上升在1℃至3℃的范圍內(nèi)。這種熱端溫度的上升明顯小于傳統(tǒng)的冷卻裝置情況下的溫度的上升。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，應(yīng)該顯而易見的是，當(dāng)熱電裝置的端部上的溫差最小時，熱電裝置最有效。由于TH2保持為接近環(huán)境溫度，如示圖2中所示，所以熱電裝置比傳統(tǒng)設(shè)計更快且更有效地達到TSL。這使得能夠更早地斷開冷卻裝置。另外，由于防止了熱量的回流，所以能夠?qū)⒗鋮s裝置保持斷開更長的時間段。如示圖2中所示，當(dāng)斷開熱電裝置時，第二流體花費更多的時間來達到TSU。第一本體中的熱流的定向性質(zhì)防止熱量從熱電裝置的熱端的回流，如第六曲線3046所代表的，并且在示圖2中用T回流表示。這在第一本體不以和熱二極管相似的方式工作的傳統(tǒng)設(shè)計中通常是不可能的。通常，斷開狀態(tài)的時間可以是接通狀態(tài)的時間的5倍。這導(dǎo)致進一步提高了冷卻裝置的效率。當(dāng)不排出第二流體且熱電裝置長時間運行時，這尤其有利，從而節(jié)約了電力。圖31示出了描述輸入電流隨時間的變化的示圖3、以及描述對于根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的熱電冷卻系統(tǒng)的溫度隨時間的變化的示圖2（結(jié)合圖30說明）。示圖3畫出了在利用根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的熱電冷卻裝置冷卻流體的過程中電流和時間的關(guān)系。在示圖3中，水平軸線3102代表時間，并且豎直軸線3104代表電流。第十虛線3106代表最佳電流IOPT。當(dāng)最佳電流IOPT通過熱電冷卻系統(tǒng)時，熱電冷卻系統(tǒng)的效率最大。在本發(fā)明的實施方式中，熱電冷卻裝置具有帶有強雙極性的蒸氣二極管，這在接通狀態(tài)中導(dǎo)致高導(dǎo)熱性，并在斷開狀態(tài)中導(dǎo)致極低的導(dǎo)熱性。因此，熱電冷卻裝置將熱開關(guān)與電開關(guān)組合在一起，以提供有效的制冷系統(tǒng)。在一個實施方式中，在時間t時斷開熱電裝置，其中，時間t小于或等于恒定時間的兩倍（用2τ表示），導(dǎo)致熱電冷卻裝置的COP翻倍。在圖31中，用3108代表電流隨時間的變化。利用熱電冷卻裝置將流體從環(huán)境溫度T環(huán)境冷卻并將其溫度保持在溫度范圍（TSL至TSU）內(nèi)的過程包括兩個階段—瞬時階段和開關(guān)循環(huán)階段。在瞬時階段中，熱電冷卻裝置接通，直到流體從環(huán)境溫度冷卻至溫度下限TSL為止。由于在瞬時階段完成冷卻，所以熱電冷卻裝置的熱端的溫度在此階段中升高至其最高極限。當(dāng)達到溫度下限時，熱電冷卻裝置斷開，并且，溫度由于進入流體的熱量泄漏而升高。通過以規(guī)則的間隔接通和斷開熱電冷卻裝置，即，開關(guān)循環(huán)階段，將流體的溫度保持在溫度范圍TSL至TSU內(nèi)。在開關(guān)循環(huán)階段中，熱電冷卻裝置泵出在斷開狀態(tài)泄漏的少量熱量。因此，在開關(guān)循環(huán)階段中，熱電冷卻裝置的熱端的溫度示出了可忽略的或不明顯的上升。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，應(yīng)該顯而易見的是，當(dāng)熱電冷卻裝置端部上的溫差最小時，熱電冷卻裝置最有效。在本發(fā)明的一個實施方式中，熱電容器將熱電冷卻裝置的熱側(cè)溫度壓制為接近環(huán)境溫度。因此，與傳統(tǒng)的熱電冷卻裝置相比，利用本熱電冷卻裝置流體可更快且更有效地達到TSL。因此，與傳統(tǒng)的熱電冷卻裝置所需的時間相比，本熱電冷卻裝置保持接通所需的時間少。這改進了根據(jù)本發(fā)明的熱電冷卻裝置的工作循環(huán)和效率。另外，由于防止了熱量的回流，所以本熱電冷卻裝置能夠長時間保持斷開，從而節(jié)約了大量的能量。當(dāng)本熱電冷卻裝置斷開時，與在傳統(tǒng)的熱電冷卻裝置中花費的時間相比，流體花費更多的時間來達到TSU。蒸氣二極管中的熱流的定向性質(zhì)防止了熱量從熱電冷卻裝置的熱端的回流。在示圖2中，熱電冷卻裝置接通的時間段用“ON”表示，熱電冷卻裝置斷開的時間段用“OFF”表示。為了使瞬時階段的COP最大，應(yīng)該在最佳時間時斷開熱電冷卻裝置。在一個實施方式中，當(dāng)最佳電流IOPT流過熱電冷卻裝置時，熱電冷卻裝置的效率最大。根據(jù)本發(fā)明，基于由熱電裝置冷卻并由電流階躍波形供電的冷卻系統(tǒng)的分析，代表最佳電流IOPT的等式是：其中，Z是熱電材料的性能因數(shù)；T0是環(huán)境溫度，在該溫度下熱電裝置的熱側(cè)被壓制；TS是設(shè)定點溫度；并且R是熱電材料的阻值。此外，當(dāng)最佳電流IOPT通過熱電裝置時，在瞬時階段之后沒有開關(guān)循環(huán)時所述室達到的穩(wěn)定狀態(tài)溫度由以下等式給出：其中，TC∞(IOPT)是穩(wěn)定狀態(tài)溫度，如果沒有開關(guān)，那么所述室將在瞬時階段結(jié)束時達到此溫度；T0是環(huán)境溫度，在該溫度下熱電裝置的熱側(cè)被壓制；K是熱電裝置的導(dǎo)熱率；KI是冷室的漏電導(dǎo)（leakageconductance）；并且S是熱電裝置的有效澤貝克系數(shù)（seebeckcoefficient）。用時間的指數(shù)衰減函數(shù)來估計熱電冷卻過程，從而用以下等式來代表冷端溫度：TC(t)=TC∞-(TC∞-T0)e-t/τ(3)TC(t)是冷卻材料在時間t時的溫度；TC∞是冷卻材料的穩(wěn)定狀態(tài)溫度；T0是冷卻材料的初始溫度；并且τ是時間常數(shù)，其與總熱容量成正比，并與(K+SI)成反比。此外，最佳操作模式下的冷卻的時間常數(shù)由以下等式給出：其中，m是所述室中的材料的質(zhì)量；并且C是所述室中的材料的有效熱容量。此外，工作循環(huán)（D）代表當(dāng)冷卻器處于接通狀態(tài)時開關(guān)循環(huán)周期所占的分數(shù)。較小的工作循環(huán)成比例地表示較低的功率耗散，因為熱電裝置僅在少量時間時處于ON。對于最佳電流的工作循環(huán)由以下等式給出：圖32示出了描述對于根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的冷卻系統(tǒng)的溫度和電流隨時間的變化的示圖。示圖4畫出了利用根據(jù)本發(fā)明的熱電冷卻裝置冷卻流體的過程中電流和時間的關(guān)系。除了結(jié)合示圖3描述的元件以外，示圖4包括隨后的開關(guān)循環(huán)過程中電流的變化。在第十一虛線3202和第十二虛線3204之間描述了附加的開關(guān)循環(huán)。示圖5示出了熱電冷卻裝置的性能，并畫出了流體溫度在根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的冷卻過程中的時間變化。除了結(jié)合示圖3描述的要素以外，示圖4包括隨后的開關(guān)循環(huán)過程中熱電冷卻裝置的性能。圖33示出了兩張示圖，示圖6描述了輸入電流隨時間的變化，并且示圖7描述了對于根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的具有正比電流反饋的熱電系統(tǒng)的溫度隨時間的變化。示圖6畫出了利用根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的熱電冷卻裝置冷卻流體的過程中電流和時間的關(guān)系。在示圖6中，水平軸線3302代表時間，并且豎直軸線3304代表電流。第十虛線3106代表最佳電流IOPT。當(dāng)最佳電流IOPT通過熱電冷卻系統(tǒng)時，熱電冷卻系統(tǒng)的效率最大。在本發(fā)明的一個實施方式中，電流的波形形狀由以下等式給出：I(t)=βΔT(6)其中，ΔT是熱電冷卻器模塊上的瞬時溫差；并且β是比例常數(shù)。因此，通過熱電冷卻裝置的電流與熱電冷卻器模塊上的溫差成正比。在圖33中，輸入電流隨時間的變化用3306代表。示圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的具有正比反饋的熱電冷卻裝置的性能，并且畫出了在冷卻過程中流體溫度相對于時間的變化。在示圖7中，水平軸線3308代表時間，并且豎直軸線3310代表溫度。與熱電冷卻器模塊上的溫差成正比的通過電流提高了冷卻效率。在示圖7中，具有正比電流反饋的熱電裝置的熱端的溫度變化用第七曲線3312代表。此外，在示圖7中，流體溫度從T環(huán)境到TSL的變化用第八曲線3314代表。在示圖7中，當(dāng)斷開熱電裝置時，流體溫度從TSL到TSU的變化用第九曲線3316代表，并用T回流表示。在示圖7中，環(huán)境溫度T環(huán)境和TSL之間的差用第四雙箭頭3040代表，并用ΔTSTEC表示。圖34示出了描述對于根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式的脈沖寬度調(diào)制（PWM）方案的溫度和電壓隨時間的變化的示圖。在此實施方式中，開關(guān)（3602，結(jié)合圖36說明）在冷卻循環(huán)的ON周期過程中用不同的脈沖寬度數(shù)字地轉(zhuǎn)換整流器（3710，結(jié)合圖37說明）的輸出，從而產(chǎn)生隨時間變化的平均電流。與熱時間常數(shù)（＞1000秒）相比，PWM開關(guān)增加和減少時間短得多（＜1毫秒）。PWM技術(shù)與利用蒸氣二極管的熱開關(guān)技術(shù)相結(jié)合的使用能夠明顯地降低功率耗散。在示圖8中，水平軸線3402代表時間，并且豎直軸線3404代表熱電冷卻器上的電壓。如示圖8所示，脈沖寬度調(diào)制電壓波形允許以數(shù)字方式改變熱電冷卻裝置的有效偏壓電流，而示圖6示出了改變其的模擬方式。如示圖8所示，第一瞬時（描述為3408）過程中熱電冷卻裝置上的電壓的脈沖寬度以短脈沖寬度/工作循環(huán)開始，并增加至大脈沖寬度。這導(dǎo)致通過熱電冷卻裝置的成比例的更高的電流。在流體溫度達到設(shè)定溫度之后，PWM開關(guān)的脈沖寬度和工作循環(huán)在ON周期（在第八虛線3034和第九虛線3036之間描述）過程中減小。這些減小的脈沖寬度對應(yīng)于通過熱電冷卻裝置的較小的電流，并進一步減小平均時間的能耗。此外，PWM開關(guān)過程中的最大電壓電平（描述為3406）處于整流的直流電平。示圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的具有脈沖寬度調(diào)制電壓的熱電冷卻裝置的性能，并且畫出了在冷卻過程中流體溫度隨時間的變化。在示圖9中，水平軸線3410代表時間，并且豎直軸線3412代表溫度。除了使用蒸氣二極管的熱開關(guān)循環(huán)以外，用脈沖寬度調(diào)制電壓波形對熱電冷卻裝置供電提高了冷卻效率。在示圖9中，使用脈沖寬度調(diào)制供應(yīng)的冷卻磚的熱端的溫度變化用第十曲線3414代表。此外，在示圖9中，流體溫度從T環(huán)境到TSL的變化用第十一曲線3416代表。在示圖9中，當(dāng)斷開熱電冷卻裝置時，流體溫度從TSL到TSU的變化用第十二曲線3418代表，并用T回流表示。在示圖9中，環(huán)境溫度T環(huán)境和TSL之間的差用第四雙箭頭3040代表，并用ΔTSTEC表示。圖35示出了描述對于根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的具有主熱電冷卻器和輔熱電冷卻器的冷卻系統(tǒng)的溫度和電流隨時間的變化的示圖。在一個實施方式中，主熱電冷卻器是冷卻磚2600，其在一定周期內(nèi)保持接通，以在室中產(chǎn)生冷卻效果，并且輔熱電冷卻器是小型熱電冷卻器。輔熱電冷卻器始終接通并連續(xù)地供應(yīng)小電流，以補償熱量從所述室的泄漏。在示圖10中，水平軸線3502代表時間，并且豎直軸線3504代表電流。主熱電冷卻器接通，并且一定時間內(nèi)提供輸入電流I0，在該時間之后主熱電冷卻器斷開。在圖35中，用3506代表供應(yīng)至主熱電冷卻器的電流隨時間的變化。在示圖10中，用3508代表經(jīng)過輔熱電冷卻器的泄漏電流。示圖11代表具有主熱電冷卻器和輔熱電冷卻器的冷卻系統(tǒng)的性能。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，示圖11畫出了冷卻過程中所述室中的溫度和時間變化。在示圖11中，水平軸線3510代表時間，并且豎直軸線3512代表溫度。如結(jié)合示圖2所說明的，第四虛線3026代表環(huán)境溫度，如示圖11中T環(huán)境所表示的。此外，第七虛線3032代表對應(yīng)于瞬時階段結(jié)束的時間，即，熱電裝置斷開第一時間時的時間。在示圖11中，本發(fā)明的此實施方式中的冷卻磚的熱端的溫度變化用第十三曲線3514代表。此外，在示圖11中，流體溫度從T環(huán)境的下降用第十四曲線3516代表。在示圖11中，冷卻磚2600斷開時的瞬時之后的流體溫度的變化用3518代表。在示圖11中，環(huán)境溫度T環(huán)境和溫度下限TSL之間的差用第四雙箭頭3040代表，并用ΔTSTEC表示。圖36是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的開關(guān)電路2704的電路圖。開關(guān)電路2704包括熱電冷卻器模塊2602、開關(guān)3602、以及傳感器3606。開關(guān)電路2704的目的是實現(xiàn)一種開關(guān)方案，該開關(guān)方案基于冷卻磚2600的第一側(cè)2608的溫度來實現(xiàn)接通和斷開熱電冷卻器模塊2602。開關(guān)電路2704由直流電源操作。在一個實施方式中，直流電源是12V電源、24V電源、或任何其它電源。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，傳感器3606實現(xiàn)與溫度傳感器電路相似的電路。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，傳感器3606利用Maxim公司的MAX6505來實現(xiàn)與溫度傳感器電路相似的電路。此外，傳感器3606通常在5.5V下工作。此外，在對應(yīng)于溫度上限和溫度下限的設(shè)定溫度下對傳感器3606進行預(yù)編程。在本發(fā)明的一個實施方式中，對應(yīng)于溫度下限的設(shè)定溫度是0℃。傳感器3606具有用于固定傳感器3606的設(shè)定溫度的內(nèi)部二極管。傳感器3606具有可編程的工作范圍。在一個實施方式中，傳感器3606的工作范圍的下限是0℃，且上限是10℃。開關(guān)電路2704包括用R1表示的第一電阻器3604和用R2表示的第二電阻器3608。R1和R2劃分12V，以提供能夠與傳感器3606的輸入耦合的5.5V電源。在本發(fā)明的一個實施方式中，傳感器3606獲得18毫安級的小電流作為輸入。傳感器3606的輸出是開放漏極型輸出，其中用R3表示第三電阻器3610。第三電阻器3610用作開放漏極的負載。在本發(fā)明的一個實施方式中，開關(guān)3602是具有低的漏極到源極阻抗的功率MOSFET，通常小于10毫歐。熱電冷卻器模塊2602用作開關(guān)3602的負載。在一個典型的冷卻磚2600中，傳感器3606與冷卻磚2600的第一側(cè)2608接觸，并檢測冷卻磚2600的第一側(cè)2608處的溫度。在一個實施方式中，除了傳感器3606以外，開關(guān)電路2704的元件位于存在于冷卻磚2600熱側(cè)上的印刷電路板上。起初，當(dāng)接通電路時，冷卻磚2600的第一側(cè)2608處的溫度高，并斷開存在于傳感器3606的輸出處的晶體管。因此，沒有電流流過第三電阻器R3，并且，開關(guān)3602的柵極被上拉至12V，從而將其接通。結(jié)果，電流流過熱電冷卻器模塊2602。熱電冷卻器模塊2602的電阻比開關(guān)3602的電阻高得多。在本發(fā)明的一個實施方式中，熱電冷卻器模塊2602的電阻在0.5歐至10歐的范圍內(nèi)，而開關(guān)3602的電阻小于10毫歐。因此，幾乎所有12V電源供應(yīng)落在熱電冷卻器模塊2602上。這偏壓熱電冷卻器模塊2602，并且最佳電流開始流過熱電冷卻器模塊。因此，熱電冷卻器模塊2602開始冷卻，并且冷卻磚2600的第一側(cè)2608處的溫度開始下降。當(dāng)冷卻磚2600的第一側(cè)2608的溫度達到溫度下限TSL時，存在于傳感器3606的輸出處的晶體管接通，使得開關(guān)3602的柵極處的電壓小于閾值電壓（0.5V），并且開關(guān)3602斷開。有限的電流流過第三電阻器R3，因而功率耗散是可忽略的。當(dāng)開關(guān)3602斷開時，熱電冷卻器模塊2602也斷開。因此，熱電冷卻器模塊2602斷開，并且冷卻停止。圖37代表根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的熱電冷卻系統(tǒng)3700的示意圖。熱電冷卻系統(tǒng)3700包括冷室3702、冷卻磚2600、傳感器3606、第三熱電容器2806、變壓器3708、以及整流器3710。提供交流線路電壓源3712，以對熱電冷卻系統(tǒng)3700供應(yīng)110V或220V的電源。變壓器3708是將輸入電壓減小至適合于冷卻系統(tǒng)2700的功能的電壓的降壓變壓器。整流器3710將交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓，然后將該直流電壓供應(yīng)至冷卻磚2600。直流電流沿箭頭3714指示的方向流過冷卻磚2600。傳感器3606感測冷室3702中的溫度，并且冷卻磚2600的開關(guān)電路基于傳感器3606的輸出而工作。當(dāng)冷室3702中的溫度高于溫度上限TSU時，開關(guān)3602接通，并且當(dāng)溫度低于溫度下限TSL時，開關(guān)斷開。圖38示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的第一本體108的橫截面圖。第一本體108包括室3800、第一導(dǎo)體3802和第二導(dǎo)體3804、一個或多個絕緣體（例如，絕緣體3806和絕緣體3808）、由工作流體3811填充的流體儲存器3810、填充管3812（替代地叫做脆性管（crimpedtube）3812）、聯(lián)結(jié)至第一導(dǎo)體3802的一個或多個熱管3814、以及設(shè)置在室3800和第二導(dǎo)體3804之間且在室的底部處以將工作流體3811與第二導(dǎo)體3804隔開的絕緣體塊3816。第一本體108具有取決于熱量流動的方向依賴性，并用作熱二極管。從熱電裝置106排出的熱量使第一導(dǎo)體3802的溫度上升。聯(lián)結(jié)至第一導(dǎo)體3802的熱管3814具有燒結(jié)內(nèi)表面（結(jié)合圖39提到）。這種燒結(jié)表面不僅增加了有效的蒸發(fā)表面，而且提供強大的毛細力，以沿著豎直方向牽拉工作流體3811。當(dāng)工作流體3811在從熱電裝置106的熱側(cè)吸收熱量之后而從燒結(jié)表面蒸發(fā)時，工作流體通過設(shè)置在熱管的壁中的微孔3822逸入室3800中。蒸氣在室3800的冷凝表面3824上冷凝，并補充流體儲存器3810。第一導(dǎo)體3802和第二導(dǎo)體3804由能夠沿著蒸發(fā)和冷凝表面均勻地分布熱量的導(dǎo)熱材料制成。這種導(dǎo)熱材料的實例包括，但不限于：銅；鋁；導(dǎo)熱陶瓷，例如，涂有鎳的鋁（AlN3）；氧化鋁（Al2O3）；等等。絕緣體3806和絕緣體3808將第一導(dǎo)體3802和第二導(dǎo)體3804熱隔離，從而保持它們之間的溫差。此外，絕緣體3806和絕緣體3808也將室3800與周圍環(huán)境隔開，并對室3800提供結(jié)構(gòu)。在絕緣體3806和絕緣體3808中使用的材料的實例包括，但不限于，阻燃劑4（FR4）、具有超薄金屬的FR4的合成物、玻璃、玻璃/樹脂基體、可機加工陶瓷（例如玻璃陶瓷）、丙烯酸、云母-陶瓷合成物，等等。通常，絕緣體3806和3808應(yīng)具有與導(dǎo)體3802和3804相同的熱膨脹系數(shù)。這使得絕緣體3806和3808與導(dǎo)體3802和3804的熱膨脹相似，從而提高了它們之間的環(huán)氧樹脂或焊接接頭的可靠性。例如，當(dāng)導(dǎo)體3802和3804由銅制成時，F(xiàn)R4是優(yōu)選的絕緣體材料，因為其具有與銅相同的熱膨脹系數(shù)。在一個實施方式中，通過設(shè)置在第一導(dǎo)體3802或第二導(dǎo)體3804中的填充管3812來填充流體儲存器3810中的工作流體3811。根據(jù)本發(fā)明的各種實施方式，所使用的工作流體3811是水。在本發(fā)明的另一實施方式中，使用具有較低的蒸發(fā)潛熱的工作流體3811。這種流體的實例包括，但不限于，氨水、乙醇、丙酮、以及碳氟化合物（例如，氟利昂）。通常，工作流體的選擇以工作溫度范圍為基礎(chǔ)。在本發(fā)明的一個示例性實施方式中，第一本體108連接在熱電裝置106的熱端和第一室102之間。當(dāng)流體儲存器3810中的工作流體3811與連接至熱電裝置106熱端的第一導(dǎo)體3802以及相應(yīng)的燒結(jié)表面接觸時，流體獲得熱量并開始蒸發(fā)以形成蒸氣3818。熱管3814中的微孔允許蒸氣3818逸入室3800中。根據(jù)一個實施方式，熱管3814聯(lián)結(jié)至設(shè)置于第一本體108中的第一導(dǎo)體3802。通過毛細管作用，熱管3814的燒結(jié)表面從流體儲存器3810聚集工作流體3811，并向上攜帶工作流體。熱管3814的燒結(jié)表面在第一導(dǎo)體3802上提供較大的表面面積。為了使熱管3814和第一導(dǎo)體3802上的熱損失最低，利用薄焊料或?qū)岘h(huán)氧樹脂將熱管3814附結(jié)至第一導(dǎo)體3802。蒸氣3818將由其攜帶的熱量傳遞至第二導(dǎo)體3804，在第二導(dǎo)體處，蒸氣3818損失熱量以凝結(jié)成液滴3820。在本實施方式中，液滴3820形成在第二導(dǎo)體3804的內(nèi)側(cè)上，并且在重力的幫助下，液滴3820向下滾動以補充流體儲存器3810。在本發(fā)明的一個實施方式中，用疏水涂層涂覆第二導(dǎo)體3804的內(nèi)表面，以能夠更好地聚集在流體儲存器3810。設(shè)置于第二導(dǎo)體3804中的填充管3812在第一本體108的室3800內(nèi)產(chǎn)生低壓。低壓允許工作流體3811在接近室溫的溫度下蒸發(fā)。通常，對于作為工作流體3811的水，在填充管3812的外端處測量的壓力小于20托。在一個示例性實施方式中，填充管3812由無氧銅制成，在室3800中產(chǎn)生低壓之后無氧銅可變脆（crimped）。在本實施方式中，絕緣體塊3816附接至絕緣體3806的表面，以將流體儲存器3810與第二導(dǎo)體3804隔開。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，絕緣體塊3816可以是絕緣體3806的組成部分。通常，絕緣體塊3816防止與第二導(dǎo)體3804接觸的水的蒸發(fā)，并防止之后的反向熱量流動。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，當(dāng)斷開熱電裝置106時，流體儲存器3810中的工作流體3811由于進入絕緣體塊3816而不與第二導(dǎo)體3804接觸。因此，熱量通過工作流體3811的傳導(dǎo)而從第二導(dǎo)體3804到第一導(dǎo)體3802的回流是可忽略的或不存在的。這使得第一本體108能夠用作絕熱體，并防止熱量在后向方向上從第一室102中的第一流體110傳遞至第二室104中的第二流體124。根據(jù)一個示例性實施方式，第一本體108后向方向上的導(dǎo)熱性通常前向方向上的導(dǎo)熱性小100倍。圖39示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的第一本體108的橫截面圖。圖39包括參考圖38描述的元件，熱管3814除外。代替熱管3814，提供有表面3902（其是微槽表面或燒結(jié)銅表面）作為蒸發(fā)表面。在本實施方式中，第一導(dǎo)體3802的內(nèi)表面具有表面3902，以產(chǎn)生沿著表面牽拉工作流體3811所必需的毛細力。可通過化學(xué)方式蝕刻通道或金屬切割來形成表面3902。在一個示例性實施方式中，通道是幾十微米深。這些通道應(yīng)該基于第一導(dǎo)體3802上的熱負載來設(shè)計，因為更高的熱負載會導(dǎo)致通道中的流體的過早變干。這些微通道也可由硅晶片構(gòu)造并附接至第一導(dǎo)體3802。微通道的另一便宜且有效的替代方式是燒結(jié)的金屬表面。在熱管行業(yè)中，蒸發(fā)器表面上的燒結(jié)銅粉是已確定的實踐，并且，燒結(jié)提供可沿著豎直方向牽拉工作流體3811的最大毛細力。在一個實施方式中，第一導(dǎo)體3802和第二導(dǎo)體3804之間的絕緣部分是45度的絕緣表面3904。絕緣管的典型實例包括，但不限于，丙烯酸、玻璃、以及FR4管。提供絕緣管3904，將第二導(dǎo)體3804放置在比第一導(dǎo)體3802更高的高度，從而形成與第二導(dǎo)體3804隔離的流體儲存器3810。在此實施方式中，由于工作流體3811的隔離本質(zhì)上是內(nèi)置的，所以絕緣體塊3816不是必需的。圖40示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的對稱蒸氣二極管4000的橫截面圖。對稱蒸氣二極管4000包括室3800、第一表面4002、第二表面4004、一個或多個熱絕緣體（例如，絕緣體3808）、流體儲存器3810、填充管3812、以及熱交換器4014。第一表面4002和第二表面4004由三部分組成—蒸發(fā)部分4006、絕緣部分4008、以及冷凝器部分4010。在本發(fā)明的一個實施方式中，蒸發(fā)部分4006是增強蒸發(fā)的燒結(jié)表面。對稱蒸氣二極管4000具有取決于熱量流動的方向依賴性，并用作熱二極管。第一表面4002和第二表面4004通過蒸發(fā)部分4006與兩個熱電裝置的熱側(cè)連接（結(jié)合圖42說明）。流體儲存器3810包含工作流體4012，并由第一表面4002、第二表面4004和絕緣體3808包圍。從熱電裝置排出的熱量被引導(dǎo)至第一表面4002和第二表面4004的蒸發(fā)部分4006，并提高這些表面的溫度。來自第一表面4002和第二表面4004的蒸發(fā)部分4006的熱量通過蒸發(fā)部分4006的燒結(jié)表面的毛細管作用傳遞至工作流體4012。當(dāng)工作流體4012在吸收熱電裝置的熱側(cè)排出的熱量之后通過蒸發(fā)部分4006蒸發(fā)時，其逸入室3800而形成蒸氣3818。蒸氣3818損失熱量至附接于熱交換器4014的冷凝器部分4010，并形成液滴3820。液滴3820返回至蒸發(fā)部分4006，并補充流體儲存器3810。在本發(fā)明的一個實施方式中，第一表面4002和第二表面4004的絕緣部分4008是絕熱的，并由這樣的材料制成：當(dāng)斷開熱電裝置時，該材料防止熱量從周圍環(huán)境傳導(dǎo)至附接于對稱蒸氣二極管4000的第一表面4002和第二表面4004的熱電裝置。這種材料的實例包括，但不限于，玻璃、不銹鋼等。絕緣體3808是絕熱的，并在一側(cè)上包圍室3800。絕緣體3808中使用的材料的實例包括，但不限于，具有超薄金屬的阻燃劑4（FR4）的合成物、玻璃、玻璃/樹脂基體、不銹鋼、可機加工陶瓷（例如玻璃陶瓷）、丙烯酸、云母-陶瓷合成物，等等。理想地，絕緣體3808的熱膨脹系數(shù)與第一表面4002和第二表面4004的熱膨脹系數(shù)相同。這使得絕緣體3808的熱膨脹與表面4002和4004的熱膨脹相似，從而提高這些部分之間的環(huán)氧樹脂或焊接接頭的可靠性。例如，當(dāng)表面4002和4004由銅制成時，F(xiàn)R4是優(yōu)選的絕緣體材料，因為其具有與銅相同的熱膨脹系數(shù)。在一個實施方式中，通過填充管3812填充流體儲存器3810中的工作流體4012。填充管3812優(yōu)選地由銅制成，并存在于室3800的頂面。根據(jù)本發(fā)明的各種實施方式，工作流體4012是水。在本發(fā)明的另一實施方式中，工作流體4012是任何其它具有比水低的蒸發(fā)潛熱的流體。這種流體的實例包括，但不限于，氨水、乙醇、丙酮、碳氟化合物（例如，氟利昂）、水和乙醇的混合物、以及水和氨水的混合物。通常，根據(jù)期望的工作溫度范圍來選擇工作流體4012。在本發(fā)明的一個示例性實施方式中，對稱蒸氣二極管4000連接在兩個熱電裝置的熱端之間。當(dāng)流體儲存器3810中的工作流體4012與連接至熱電裝置的熱端的第一表面4002的蒸發(fā)部分4006接觸時，工作流體4012獲得熱量，并開始蒸發(fā)以形成逸入室3800中的蒸氣3818。類似地，當(dāng)流體儲存器3810中的工作流體4012與連接至另一熱電裝置的熱端的第二表面4004的蒸發(fā)部分4006接觸時，工作流體4012獲得熱量，并開始蒸發(fā)以形成逸入室3800中的蒸氣3818。因此，熱量從兩側(cè)對稱地引導(dǎo)至工作流體4012。即使在熱電裝置具有高熱通量時，第一表面4002和第二表面4004的蒸發(fā)部分4006也始終保持濕潤，因為液滴3820在重力的作用下從冷凝器部分4010落至蒸發(fā)部分4006，并補充流體儲存器3810。蒸氣3818傳遞它們所攜帶的熱量，并在凝結(jié)成液滴3820之前將熱量釋放至冷凝器部分4010。冷凝器部分4010附接至將熱量傳遞至周圍環(huán)境的熱交換器4014。在本實施方式中，液滴3820形成在第一表面4002和第二表面4004的內(nèi)側(cè)上。如果使用具有附接至第一表面4002而不附接至第二表面4004的熱電裝置的不對稱蒸氣二極管，則水從第一表面4002蒸發(fā)。如果熱通量增加，那么在第一表面4002的蒸發(fā)部分4006中沒有足夠的水來傳導(dǎo)熱量。因此，經(jīng)歷變干，并且，蒸發(fā)部分4006處的溫度升高。因此，不對稱蒸氣二極管的導(dǎo)熱性在高熱通量時變低。因此，與不對稱蒸氣二極管相比，對稱蒸氣二極管4000能夠傳導(dǎo)更高的熱通量。填充管3812在對稱蒸氣二極管4000的室3800內(nèi)形成低壓。低壓允許工作流體4012在接近室溫的溫度下蒸發(fā)。通常，對于用作工作流體4012的水，在填充管3812的外端處測量的壓力小于20托。在一個示例性實施方式中，填充管3812由無氧銅制成，在室3800中形成低壓之后無氧銅可變脆。當(dāng)連接至對稱蒸氣二極管4000的熱電裝置接通時，蒸發(fā)部分4006的溫度高于處于環(huán)境溫度下的熱交換器4014的溫度。在此情況中，通過工作流體4012將熱量傳導(dǎo)至熱交換器4014。當(dāng)連接至對稱蒸氣二極管4000的熱電裝置斷開時，蒸發(fā)部分4006的溫度低于接近環(huán)境溫度的熱交換器4014的溫度。絕緣部分4008具有較薄的壁厚，并由低導(dǎo)熱率的材料制成，例如，不銹鋼、玻璃、或FR4與具有在室3800中保持高真空的足夠強度的金屬的合成物。熱阻與橫截面面積成反比。對于較薄的壁厚，壁的橫截面面積更小，因此，熱阻更高。因此，當(dāng)斷開熱電冷卻器時，絕緣部分4008防止將熱量從熱交換器4014傳導(dǎo)至蒸發(fā)部分4006。在本發(fā)明的一個實施方式中，不銹鋼（具有大約15W/mK的導(dǎo)熱率）用作絕緣部分4008的材料，并且，絕緣部分4008的壁是大約300至500微米厚。在本發(fā)明的另一實施方式中，玻璃（具有大約1.4W/mK的導(dǎo)熱率）用作絕緣部分4008的材料，并且，絕緣部分4008的壁是大約1毫米厚。圖41示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的混合流體蒸氣二極管4100的橫截面圖。混合流體蒸氣二極管4100是不對稱蒸氣二極管，并且包括兩個并聯(lián)的小型不對稱蒸氣二極管（第一小型蒸氣二極管4101和第二小型蒸氣二極管4102）。第一小型蒸氣二極管4101具有第一室4103，且第二小型蒸氣二極管4102具有第二室4104。第一室4103包含第三表面4106、第四表面4108、熱交換器4014、以及第一流體儲存器4110。第一工作流體4112存在于第一流體儲存器4110中。第一工作流體4112是具有低沸點的流體。第一工作流體4112的實例包括，但不限于，乙醇、氨水和丁烷。由絕緣材料制成的第一閉合壁4114設(shè)置在第一室4103上，以對第一室4103提供一種結(jié)構(gòu)。第一填充管4116設(shè)置在第四表面4108的頂部上。提供第一填充管4116，以在第一室4103內(nèi)形成低壓。該低壓允許第一工作流體4112在接近室溫的溫度下蒸發(fā)。第二室4104包含第五表面4118、第六表面4120、熱交換器4014、以及第二流體儲存器4122。第二工作流體4124存在于第二流體儲存器4122中。第二工作流體4124是具有的沸點比第一工作流體4112的沸點高的流體，例如水。由絕緣材料制成的第二閉合壁4126設(shè)置在第二室4104中，以對第二室4104提供一種結(jié)構(gòu)。第二填充管4128設(shè)置在第六表面4120上。提供第二填充管4128，以在第二室4104內(nèi)形成低壓。該低壓允許第二工作流體4124在低于室溫的溫度下蒸發(fā)。正常的蒸氣二極管僅具有一種工作流體，例如，在大氣壓下在100℃沸騰的水。優(yōu)選地降低工作流體的沸點，以改進低溫下的導(dǎo)熱性。因此，將第一工作流體4112和第二工作流體4124保持在低壓下，以降低它們的沸點。在20毫托的降低的壓力下，水在20℃時沸騰。然而，當(dāng)以水作為工作流體的單級蒸氣二極管的工作溫度降低至20℃至30℃時，單級蒸氣二極管的前向?qū)嵝宰兊?。如果進一步降低單級蒸氣二極管的室中的壓力，那么水的溫度接近其三相點，并且，在燒結(jié)表面中沒有用于毛細管作用的液態(tài)水。因此，單級蒸氣二極管的前向?qū)嵝宰兊梅浅５停⑶?，其在實際應(yīng)用中通常沒有用。在本發(fā)明的一個實施方式中，混合流體蒸氣二極管4100是不對稱二極管。第一端表面4130附接至熱電裝置，并且第二端表面4132附接至熱交換器4014?；旌狭黧w蒸氣二極管4100允許前向方向上（即，從第一端表面4130到第二端表面4132）的熱傳導(dǎo)。第一端表面4130傳導(dǎo)由熱電裝置排出的熱量，并將該熱量分配至第三表面4106和第五表面4118。第二端表面4132將熱量從第四表面4108和第六表面4120傳導(dǎo)至熱交換器4014?；旌狭黧w蒸氣二極管4100在較寬的溫度范圍上（例如，0℃至100℃）具有非常高的前向?qū)嵝?。在低溫下，具有第二工作流體4124的第二室4104提供較高的前向?qū)嵝裕瑫r，在高溫下，具有第一工作流體4112的第一室4103提供較高的前向?qū)嵝浴Ｒ虼?，在所有溫度下實現(xiàn)更高的前向?qū)嵝浴Ｔ趩蝹€蒸氣二極管中具有混合流體通常非常困難，因為兩種流體在填充之前通常需要處于冷凍狀態(tài)，否則，它們在低壓下開始蒸發(fā)。因此，并聯(lián)地使用兩個蒸氣二極管是有利的，一個以水作為工作流體，而另一個以乙醇作為工作流體。在本發(fā)明的一個實施方式中，使用混合流體，例如，在第一小型蒸氣二極管4101中使用水和乙醇，而在第二小型蒸氣二極管4102中使用氨水和水。在本發(fā)明的一個實施方式中，第一小型蒸氣二極管4101和第二小型蒸氣二極管4102能夠并聯(lián)地連接，以形成對稱的混合流體蒸氣二極管。圖42示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的熱電冷卻裝置4200的橫截面圖。熱電冷卻裝置4200包含具有第一表面4002、第二表面4004和熱交換器4014的對稱蒸氣二極管4000。第一表面4002與第一熱電裝置4202的熱側(cè)連接，并且第二表面4004與第二熱電裝置4204的熱側(cè)連接。第一熱電裝置4202與第一冷卻室4210連接，并且第二熱電裝置4204與第二冷卻室4212連接。第一熱電裝置4202冷卻第一冷卻室4210，而第二熱電裝置4204冷卻第二冷卻室4212。第一冷卻室4210和第二冷卻室4212包含需要冷卻的流體4214。在本發(fā)明的一個實施方式中，第一冷卻室4210和第二冷卻室4212是電冰箱的冷卻室。第一冷卻室4210具有第一冷風(fēng)扇4206，且第二冷卻室4212具有第二冷風(fēng)扇4208。冷風(fēng)扇4206和4208有助于將熱量從流體4214分別傳遞至第一熱電裝置4202和第二熱電裝置4204。此外，冷風(fēng)扇4206和4208有助于分別在冷卻室4210和4212內(nèi)保持均勻的溫度。當(dāng)?shù)谝粺犭娧b置4202接通時，第一熱電裝置4202的熱側(cè)的溫度比存在于熱交換器4014的環(huán)境溫度高。在此情況中，由第一熱電裝置4202從第一冷卻室4210傳遞的熱量通過第一表面4002傳導(dǎo)至對稱蒸氣二極管4000。對稱蒸氣二極管4000將該熱量通過熱交換器4014傳遞至周圍環(huán)境。類似地，當(dāng)?shù)诙犭娧b置4204接通時，第二熱電裝置4204的熱側(cè)的溫度比存在于熱交換器4014的環(huán)境溫度高。在此情況中，由第二熱電裝置4204從第二冷卻室4212傳遞的熱量通過第二表面4004傳導(dǎo)至對稱蒸氣二極管4000。對稱蒸氣二極管4000將該熱量通過熱交換器4014傳遞至周圍環(huán)境。當(dāng)?shù)谝粺犭娧b置4202斷開時，第一表面4002的溫度變得大約等于第一冷卻室4210的溫度，該溫度小于存在于熱交換器4014的環(huán)境溫度。然而，由于對稱蒸氣二極管4000的工作流體4012與熱交換器4014不接觸，所以不能將熱量從熱交換器4014傳遞至冷卻室4210和4212。此外，對稱蒸氣二極管4000的絕緣部分4008具有將熱交換器4014與蒸發(fā)部分4006熱隔離的薄橫截面。這防止熱量從周圍環(huán)境回流到冷卻室4210和4212。圖43示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的百葉窗式散熱器4300的橫截面圖。百葉窗式散熱器4300包含風(fēng)扇4302、框架4304和百葉窗4306。標(biāo)為(a)的左圖描述了百葉窗4306打開以允許傳導(dǎo)熱量的百葉窗式散熱器4300。標(biāo)為(b)的右圖描述了百葉窗4306關(guān)閉以防止傳導(dǎo)熱量的百葉窗式散熱器4300。百葉窗式散熱器4300主要與熱電冷卻系統(tǒng)的主熱電裝置1502一起使用。當(dāng)主熱電裝置1502接通時，風(fēng)扇4302也接通。當(dāng)主熱電裝置1502斷開時，風(fēng)扇4302也斷開。當(dāng)風(fēng)扇4302接通和斷開時，百葉窗式散熱器4300的熱阻變化。當(dāng)風(fēng)扇4302接通時，百葉窗4306打開，并且百葉窗式散熱器4300的熱阻低。當(dāng)風(fēng)扇4302斷開時，百葉窗4306關(guān)閉，并且百葉窗式散熱器4300的熱阻非常高。當(dāng)百葉窗4306關(guān)閉時，它們擋住百葉窗式散熱器4300的表面附近的空氣，并且不允許自由的（自然的）空氣對流氣流。因此，百葉窗式散熱器4300的熱阻進一步增加地比沒有百葉窗的傳統(tǒng)散熱器/風(fēng)扇組件的熱阻高得多。在一個實施方式中，用諸如電磁致動器的機構(gòu)、氣流中的壓降、以及重力來打開和關(guān)閉百葉窗4306。在本發(fā)明的一個實施方式中，百葉窗4306是存在于框架4304上的光簾的形式。這些百葉窗4306由絕熱膜制成，例如，聚酰亞胺膜或杜邦（kapton）膜。當(dāng)風(fēng)扇4302接通時，百葉窗4306由于氣流作用在百葉窗4306上的壓力而升高。在此狀態(tài)中，空氣能夠穿過百葉窗式散熱器4300。當(dāng)風(fēng)扇4302斷開時，百葉窗4306回到將空氣與百葉窗式散熱器4300隔離的正常狀態(tài)。在此狀態(tài)中，防止通過百葉窗式散熱器4300的對流氣流，從而增加了百葉窗式散熱器4300的熱阻。圖44示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的百葉窗式散熱器4300的框架4304的透視圖。在本發(fā)明的一個實施方式中，框架4304是具有與在其中切割的百葉窗4306對應(yīng)的窗口的塑料框架。百葉窗4306由薄聚酰亞胺膜制成，并附接至框架4304中的每個這種窗口。在本發(fā)明的一個實施方式中，與百葉窗4306對應(yīng)的窗口是每側(cè)一厘米長的正方形。圖45示出了描述對于根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的熱電冷卻系統(tǒng)的風(fēng)扇的熱阻隨氣流的變化的示圖。該示圖畫出了在利用根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的主熱電裝置1502冷卻流體的過程中，百葉窗式散熱器4300的熱阻和氣流的關(guān)系。在示圖中，水平軸線4502代表氣流（單位是米每秒），并且豎直軸線4504代表熱阻（單位是℃/W）。在示圖中，第一曲線4506示出了沒有百葉窗4306的散熱器的熱阻的變化。第二曲線4508示出了百葉窗式散熱器4300的熱阻的變化。第一虛線4510標(biāo)記了風(fēng)扇4302接通時的氣流。第一點4512標(biāo)記了風(fēng)扇4302接通時的熱阻。第二點4514標(biāo)記了風(fēng)扇4302斷開時沒有百葉窗的散熱器的熱阻。第三點4516代表風(fēng)扇4302斷開時百葉窗式散熱器4300的熱阻。如示圖所示，當(dāng)風(fēng)扇4302斷開時，散熱器的熱阻高。對于沒有百葉窗4306的散熱器，用第二點4514代表熱阻（Roff）。對于百葉窗式散熱器4300，用第三點4516代表此熱阻（Roff-百葉窗）。Roff-百葉窗大于Roff，這是因為存在于百葉窗式散熱器4300中的百葉窗4306通過擋住百葉窗式散熱器4300內(nèi)的空氣來防止空氣的自由（自然）對流。在此情況中，熱量傳遞僅通過空氣的靜態(tài)熱傳導(dǎo)而發(fā)生。當(dāng)氣流增加時，散熱器的熱阻減小。在風(fēng)扇4302接通之后，百葉窗式散熱器4300和沒有百葉窗的散熱器的熱阻（Ron）用第一點4512代表。因此，對于百葉窗式散熱器4300和沒有百葉窗的散熱器來說，Ron幾乎相同，因為在兩種情況中都發(fā)生氣流。如下所示地定義散熱器的雙極性（γ）：其中，Kon是風(fēng)扇4302接通時散熱器的導(dǎo)熱率；Koff是風(fēng)扇4302斷開時散熱器的導(dǎo)熱率；Roff是風(fēng)扇4302斷開時散熱器的熱阻；并且Ron是風(fēng)扇4302接通時散熱器的熱阻。在本發(fā)明的一個實施方式中，沒有百葉窗的散熱器的雙極性在7至10的范圍內(nèi)，而百葉窗式散熱器4300的雙極性在20至25的范圍內(nèi)。通過改變通過風(fēng)扇4302的氣流，能夠進一步改變雙極性。大氣流實現(xiàn)高雙極性，而小氣流實現(xiàn)低雙極性。為了增加雙極性，需要Koff的值小（因此需要Roff的值大）。在百葉窗式散熱器4300中，空氣在非?？拷崞魈幈粨踝?，并且，當(dāng)關(guān)閉百葉窗4306時，自由（自然）對流最小。在此情況中，熱傳遞僅通過靜態(tài)傳導(dǎo)而發(fā)生，并且，外部空氣不進入百葉窗式散熱器4300。因此，在此情況中，Roff高（在第三點4516示出）。百葉窗式散熱器4300用作熱二極管，因此增強了蒸氣二極管的性能。通常，百葉窗式散熱器4300與蒸氣二極管一起使用。然而，在本發(fā)明的一個實施方式中，不用蒸氣二極管，只使用百葉窗式散熱器4300。在本發(fā)明的一個實施方式中，百葉窗式散熱器4300和熱電冷卻裝置的熱風(fēng)扇一起使用，并擋住熱風(fēng)扇的一側(cè)上的熱空氣。在本發(fā)明的另一實施方式中，百葉窗式散熱器4300與熱電冷卻裝置的冷風(fēng)扇一起使用，并擋住冷風(fēng)扇的一側(cè)上的冷空氣。本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)具有多個優(yōu)點。在本發(fā)明的各種實施方式中，已經(jīng)用水作為流體。由于與其它液體相比，水具有高比熱，所以水有助于在第一室102中保持恒溫。第一流體110的高比熱壓制熱電裝置106的散熱器的溫度上升，并減小熱電裝置106上的總溫差。熱電裝置的冷卻效率與其端部上的總溫差成反比。因此，總溫差的減下提高了熱電裝置的冷卻效率。此溫度壓制特性在傳統(tǒng)的設(shè)計中通常是不可能的。用水作為流體還使得冷卻系統(tǒng)具有環(huán)境友好性。在本發(fā)明的各種實施方式中，第一本體108具有定向熱流的特性，并且其用作熱二極管。當(dāng)熱電裝置106的散熱器的溫度高于第一流體110的溫度時，第一本體108是熱的良導(dǎo)體。替代地，第一本體108用作絕熱體，并且，當(dāng)熱電裝置106斷開時，防止熱量傳遞至第二流體124中。此獨特特性防止熱量回流至第二流體124中，并且第二流體124的溫度不會突然地上升。這能夠?qū)⒌诙黧w124的溫度控制在期望的溫度范圍內(nèi)，并長時間保持裝置斷開。這種熱量回流的減小在傳統(tǒng)的設(shè)計中通常是不可能的。另外，由于冷卻系統(tǒng)是固態(tài)裝置，所以其可靠、自由振動，且重量輕。根據(jù)本發(fā)明的各種其它實施方式，冷卻系統(tǒng)在第一和第二室中使用相變材料裝置，以減小第一和第二室上的溫差，從而提高冷卻系統(tǒng)的效率。為了有效地分布熱量，冷卻系統(tǒng)可以在第一室和第二室中使用熱管，從而在整個儲存器中保持恒溫。也可將第一本體放置在熱電裝置的冷側(cè)，從而增加設(shè)計靈活性。在已經(jīng)存在流體泵的系統(tǒng)中，本發(fā)明的示例性實施方式在特別的布置中使用泵和流體回路，以用作熱二極管，從而提高冷卻效率。這種布置在流體室的布置方面提供設(shè)計靈活性。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將顯而易見的是，為了本描述的面對，雖然結(jié)合熱電冷卻裝置說明了本發(fā)明，但是，上述發(fā)明的方法和設(shè)備也可應(yīng)用于蒸氣壓縮機系統(tǒng)和其它制冷技術(shù)。雖然已經(jīng)示出并描述了本發(fā)明的各種實施方式，但是，將顯而易見的是，本發(fā)明不僅僅限于這些實施方式。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不背離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍的前提下，許多修改、改變、變化、替代和等同物都將是顯而易見的。