非常小，基本上不能滿(mǎn)足半導(dǎo)體制冷設(shè)備的最低制冷需求；第二非經(jīng)濟(jì)區(qū)404中雖然半導(dǎo)體的制冷量本身可能滿(mǎn)足半導(dǎo)體制冷設(shè)備的最低制冷需求，但是由于此區(qū)域所需的供電電壓U高，功耗要比高效區(qū)402和高制冷量區(qū)403高很多；因此在本發(fā)明的實(shí)施例中，不使用第一非經(jīng)濟(jì)區(qū)401和第二非經(jīng)濟(jì)區(qū)404的供電電壓U為半導(dǎo)體制冷模塊供電，而是使半導(dǎo)體制冷模塊的供電電壓U位于高效區(qū)402和高制冷量區(qū)403。也就是說(shuō)，在本發(fā)明的實(shí)施例中，將根據(jù)對(duì)半導(dǎo)體制冷設(shè)備制冷效率的要求，根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定所用半導(dǎo)體制冷模塊供電電壓的最大值(即最大供電電壓Umax)和最小值(即最小供電電壓Umin),使半導(dǎo)體制冷模塊的工作電壓位于這兩個(gè)值所限定的高效區(qū)402和高制冷量區(qū)403內(nèi)。
[0033]如圖5所7K,最大供電電壓Umax可通過(guò)實(shí)驗(yàn)選取為最大制冷量電壓Umax-cold,即:可將本發(fā)明中的PID調(diào)節(jié)規(guī)則設(shè)置成使其在前文所述的公式中使得供電電壓U的最大值被確定為最大制冷量電壓Umax-cold，也就是說(shuō)，UPID ( Δ T)在Λ T大于溫差閾值Λ Tthd時(shí)被賦值限定為最大制冷量電壓Umax-cold減最高效率電壓Ubest。
[0034]也如圖5所示，最小供電電壓Umin可通過(guò)實(shí)驗(yàn)選取為第一經(jīng)濟(jì)區(qū)401與高效區(qū)402劃界的供電電壓U，即最小制冷量電壓Umin-cold。類(lèi)似地，可將本發(fā)明實(shí)施例中的PID調(diào)節(jié)規(guī)則設(shè)置成使其在前文所述的公式中使得供電電壓U的最小值被確定為最小制冷量電壓Umin-cold。也就是說(shuō)，UPID ( Λ Τ)在Λ T小于一定閾值時(shí)可被賦值限定為最小制冷量電壓Umin-cold減最高效率電壓Ubest (此時(shí)計(jì)算出的電壓數(shù)值為一負(fù)值)。在本發(fā)明的一些替代性實(shí)施例中，最小供電電壓Umin也可略低于滿(mǎn)足半導(dǎo)體制冷設(shè)備最小制冷量電壓 Umin-cold。
[0035]此外，如本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)圖5可認(rèn)識(shí)到的，最高效率電壓Ubest可經(jīng)實(shí)驗(yàn)得至1J，其值顯然處于最大制冷量電壓Umax-cold和最小制冷量電壓Umin-cold之間。
[0036]在制冷供電步驟103中還包括以下步驟:
1031，判斷Λ Tl是否為O ?若Λ Tl為0，進(jìn)入步驟1032。
[0037]1032，控制供電電源為第I間室的半導(dǎo)體制冷模塊供電的電路斷開(kāi)。
[0038]1033，判斷Λ Τ2是否為O ?若Λ Τ2為0，進(jìn)入步驟1034。
[0039]1034，控制供電電源為第2間室的半導(dǎo)體制冷模塊供電的電路斷開(kāi)。
[0040]1035，判斷Λ Τ1、Λ Τ2是否均為0，若是，進(jìn)入步驟1036。
[0041]1036，確定維持電壓Ukeep為第I間室和第2間室供電，所述維持電壓Ukeep為維持冷量消耗所需的電壓。
[0042]1037，判斷Λ Tl或Λ Τ2 >設(shè)定值？設(shè)定值為O或接近O的較小值，若是，進(jìn)入步驟 SlOlo
[0043]圖6是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體制冷設(shè)備的示意性框圖。在圖6所示的實(shí)施例中，提供了一種雙溫區(qū)半導(dǎo)體制冷設(shè)備，該半導(dǎo)體制冷設(shè)備包括溫度控制系統(tǒng)，該溫度控制系統(tǒng)可包括:
主控板503，配置成執(zhí)行上述溫度控制方法，確定向第1、2間室的半導(dǎo)體制冷模塊5011,5012供電的供電電壓U1、U2，確定供電電壓的最大值，控制功率輸出模塊504輸出供電電壓中的最大值為第1、2半導(dǎo)體制冷模塊供電。
[0044]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，該半導(dǎo)體制冷設(shè)備還可以包括間室溫度傳感器505、溫度設(shè)定模塊506。其中，間室溫度傳感器505檢測(cè)每個(gè)半導(dǎo)體制冷設(shè)備間室1、2的平均溫度Trl、Tr2 ;溫度設(shè)定模塊506設(shè)定半導(dǎo)體制冷設(shè)備間室1、2內(nèi)所要達(dá)到的目標(biāo)溫度Tsl、Ts2。
[0045]當(dāng)然，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)的溫區(qū)數(shù)目并不限制在兩個(gè)，可根據(jù)實(shí)際情形設(shè)置η個(gè)內(nèi)膽，從而形成η個(gè)溫區(qū)，每個(gè)溫區(qū)對(duì)應(yīng)有半導(dǎo)體制冷模塊，相應(yīng)的半導(dǎo)體制冷模塊5011、5012…50 In與功率輸出模塊504之間增設(shè)控制供電電路通斷的電子開(kāi)關(guān)502即可實(shí)現(xiàn)，如圖7所示，其實(shí)現(xiàn)原理與兩個(gè)溫區(qū)類(lèi)似，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0046]應(yīng)該說(shuō)明的是，為了獲得更多的溫區(qū)，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，可以在每個(gè)內(nèi)膽內(nèi)部增設(shè)至少一個(gè)非隔熱材料制作的非隔熱擱架作為內(nèi)隔斷。非隔熱擱架可以為發(fā)泡板、玻璃板、塑料抽屜或者鋼絲擱架形式，相同的內(nèi)膽分別采用上述形式的擱架形成的相鄰溫區(qū)的溫差會(huì)逐步減小。內(nèi)隔斷成能夠互傳熱量的至少兩個(gè)溫區(qū)，由于采用直冷方式，受冷量下沉因素的影響，會(huì)獲得另外溫度的溫區(qū)。如圖8所示，在上內(nèi)膽205和下內(nèi)膽205內(nèi)均設(shè)置有一個(gè)非隔熱擱架209，利用上述實(shí)施例的溫度控制方法形成一個(gè)溫度為T(mén)l的溫區(qū)11，溫度為Τ2的溫區(qū)21，則會(huì)獲得溫度為T(mén)l- Δ Τ3的溫區(qū)12，Τ2- Δ Τ4的溫區(qū)22，通過(guò)對(duì)半導(dǎo)體模組制冷量的設(shè)定和冷端散熱器熱管的排布方式可以獲得不同的溫度差值，一般熱管排布越靠下則獲得的相鄰兩溫區(qū)溫差越大。通常ΛΤ3、ΛΤ4可以在3-10°C之間。此種方式可以滿(mǎn)足冰吧的多溫區(qū)溫度分布需要。
[0047]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多溫區(qū)半導(dǎo)體制冷設(shè)備的溫度控制方法，所述半導(dǎo)體制冷設(shè)備包括至少兩個(gè)彼此隔熱的內(nèi)膽，所述內(nèi)膽內(nèi)部形成間室，所述內(nèi)膽由半導(dǎo)體制冷模組制冷，所述半導(dǎo)體制冷模組包括半導(dǎo)體制冷模塊、冷端散熱器和熱端散熱器，所述冷端散熱器連接在所述半導(dǎo)體制冷模塊的冷端，所述熱端散熱器連接在所述半導(dǎo)體制冷模塊的熱端，所述冷端散熱器還與所述內(nèi)膽連接，所述制冷設(shè)備還包括為半導(dǎo)體制冷模塊供電的供電電源，其特征在于，所述溫度控制方法為: 制冷量需求供電電壓獲取步驟:分別獲取第i個(gè)間室的制冷量需求所對(duì)應(yīng)的供電電壓Ui; 制冷供電步驟:確定供電電壓Ui中的最大值，控制所述供電電源輸出供電電壓Ui中的最大值為所述半導(dǎo)體制冷模塊供電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多溫區(qū)半導(dǎo)體制冷設(shè)備的溫度控制方法，其特征在于，所述制冷量需求供電電壓獲取步驟為:獲取第i個(gè)間室的平均溫度Tri與預(yù)設(shè)的目標(biāo)溫度Tsi的溫差Λ Ti ;根據(jù)溫差Λ Ti確定第i個(gè)間室的半導(dǎo)體制冷模塊所需的供電電壓Ui。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多溫區(qū)半導(dǎo)體制冷設(shè)備的溫度控制方法，其特征在于， 按公式Ui=UPID ( Δ Ti) +Ubest獲取向第i個(gè)間室半導(dǎo)體制冷模塊供電的供電電壓Ui,Ubest為使得所述半導(dǎo)體制冷模塊的制冷效率最高的最高效率電壓，UPID(ATi)為根據(jù)所述PID調(diào)節(jié)規(guī)則對(duì)所述溫差進(jìn)行運(yùn)算得出的數(shù)值； 所述PID調(diào)節(jié)規(guī)則被設(shè)置成: 當(dāng)所述溫差大于等于預(yù)設(shè)的溫差閾值時(shí)，使得所述供電電壓等于使所述半導(dǎo)體制冷模塊產(chǎn)生最大制冷量的最大制冷量電壓； 當(dāng)所述溫差降低到所述溫差閾值時(shí)，使得所述供電電壓開(kāi)始從所述最大制冷量電壓下降。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的多溫區(qū)半導(dǎo)體制冷設(shè)備的溫度控制方法，其特征在于，所述制冷供電步驟還包括:若Λ Ti=0，控制所述供電電源為第i個(gè)間室的半導(dǎo)體制冷模塊供電的電路斷開(kāi)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多溫區(qū)半導(dǎo)體制冷設(shè)備的溫度控制方法，其特征在于:所述供電電源為第i個(gè)間室的半導(dǎo)體制冷模塊供電的電路斷開(kāi)后，若Λ Ti >設(shè)定值，進(jìn)入制冷量需求供電電壓獲取步驟。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多溫區(qū)半導(dǎo)體制冷設(shè)備的溫度控制方法，其特征在于:當(dāng)?shù)趇個(gè)間室的平均溫度Tri與預(yù)設(shè)的目標(biāo)溫度Tsi的溫差Λ Ti均達(dá)到O后，確定維持電壓，所述維持電壓為維持冷量消耗所需的電壓。7.一種半導(dǎo)體制冷設(shè)備，包括溫度控制系統(tǒng)，其特征在于:所述溫度控制系統(tǒng)包括: 主控板，配置成執(zhí)行權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的溫度控制方法，分別確定向所述第i個(gè)間室的半導(dǎo)體制冷模塊供電的供電電壓Ui，控制功率輸出模塊輸出供電電壓Ui中的最大值為所述半導(dǎo)體制冷模塊供電。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體制冷設(shè)備，其特征在于:還包括: 間室溫度傳感器，用于檢測(cè)每個(gè)間室的平均溫度Tri并傳輸至主控板； 溫度設(shè)定模塊，用于設(shè)定每個(gè)間室內(nèi)所要達(dá)到的目標(biāo)溫度Ts并傳輸至主控板。9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的半導(dǎo)體制冷設(shè)備，其特征在于:所述內(nèi)膽內(nèi)部設(shè)置有至少一個(gè)非隔熱擱架，將所述內(nèi)膽分隔為垂直分布的具有溫度差異的多個(gè)空間。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種多溫區(qū)半導(dǎo)體制冷設(shè)備及其溫度控制方法，分別根據(jù)第i個(gè)間室的制冷量需求獲取供電電壓Ui，確定供電電壓Ui中的最大值，控制供電電源輸出最大值為半導(dǎo)體制冷模塊供電，因而，每個(gè)間室可根據(jù)用戶(hù)需求設(shè)定制冷量需求，每個(gè)溫區(qū)的溫度可以任意調(diào)節(jié)，各個(gè)間室之間可實(shí)現(xiàn)需求的任意溫度差異，能夠滿(mǎn)足用戶(hù)的不同需求，真正實(shí)現(xiàn)多個(gè)溫區(qū)。當(dāng)溫差大于等于預(yù)設(shè)的溫差閾值時(shí)，使得供電電壓等于最大制冷量電壓，因此能夠在溫差較大時(shí)以較高制冷效率迅速降低溫度，使得溫差迅速趨于一個(gè)較小值；當(dāng)溫差降低到溫差閾值時(shí)，使得供電電壓開(kāi)始從最大制冷量電壓下降，因此能夠避免降溫過(guò)快，以免降低到遠(yuǎn)低于預(yù)設(shè)值的溫度，造成不良制冷效果。
【IPC分類(lèi)】F25B49/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105627645
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410716980
【發(fā)明人】肖長(zhǎng)亮, 慕志光, 肖曦, 蘆小飛, 楊末, 張進(jìn), 劉華, 孫科
【申請(qǐng)人】青島海爾特種電冰柜有限公司
【公開(kāi)日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2014年12月1日