[发明专利]用于操作热电模块以提高效率的系统和方法

说明书

公开用于操作热电模块以提高效率的系统和方法。在一些实施方案中，一种操作热电模块的方法包括：基于一个或多个系统参数，确定将最大化所述热电模块的性能系数的第一功率量；以及将所述第一功率量提供至所述热电模块。所述方法还包括了以下操作：确定所述一个或多个系统参数中的至少一者已经变化；基于所述一个或多个系统参数，确定将最大化所述热电模块的所述性能系数的第二功率量；以及将所述第二功率量提供至所述热电模块。在一些实施方案中，调整基于所述一个或多个系统参数来提供的所述功率量使所述热电模块的效率提高。

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(其公开内容据此以引用方式全文并入本文)和2014年7月21日提交的临时专利申请序列号62/027,083的权益(其公开内容据此以引用方式全文并入本文)。

技术领域

本公开涉及了热电模块操作。

背景技术

现今，许多制冷系统是基于蒸气压缩的，并且利用恒温调节工作周期控制。然而，典型基于蒸气压缩的制冷系统的动态性并不足以满足稳态需求和瞬态需求两者，诸如在下拉或恢复期间。因此，基于蒸气压缩的制冷系统的过量冷却能力往往远远超过在稳态操作期间需要的除热需求。虽然由过量冷却能力提供的额外容量允许改进下拉性能，但是在启动期间普遍存在的较大电流浪涌需要更高容量，并且因此需要更多昂贵部件处理负载。此外，由工作周期控制引发的大电流浪涌和负载会对部件造成过度磨损，由此有可能会造成过早故障。另外，就它们控制、热动力学限制和产品性能需求的固有本质来说，基于蒸气压缩的制冷系统的效率低于最佳。

基于蒸气压缩的制冷系统的次佳效率的缺点与精确控制冷却腔室内的温度有关。通常，当冷却腔室内的温度超过某值时，那么将基于蒸气压缩的制冷系统激活，并且使其继续运行直到冷却腔室中的温度低于某值。一旦冷却腔室达低于某值的温度，那么将基于蒸气压缩的制冷系统切断。不过，除了如以上指出的过度磨损之外，在致力于最小化能耗并允许在变化环境条件下操作的情况下，此类型的控制方案通常将会具有相对大的控制区带和相对大的内部温度分层。这种方案是最常利用的，因为在蒸气压缩循环中实现节流或容量变化既困难又昂贵，并且因容积效率下降而提供有限功效。

因此，需要用于精确控制冷却腔室内的温度的系统和方法，其中用于从冷却腔室中除热的部件的效率被最大化。另外，需要减轻用于从冷却腔室中除热的部件的排热限制的系统和方法。

发明内容

公开用于操作热电模块以提高效率的系统和方法。在一些实施方案中，一种操作热电模块的方法包括：基于一个或多个系统参数，确定将最大化所述热电模块的性能系数的第一功率量；以及将所述第一功率量提供至所述热电模块。所述方法还包括了以下操作：确定所述一个或多个系统参数中的至少一者已经变化；基于所述一个或多个系统参数，确定将最大化所述热电模块的所述性能系数的第二功率量；以及将所述第二功率量提供至所述热电模块。在一些实施方案中，调整基于所述一个或多个系统参数来提供的所述功率量使所述热电模块的效率提高。

在一些实施方案中，将所述第一功率量提供至所述热电模块包括将第一电流量提供至所述热电模块，并且将所述第二功率量提供至所述热电模块包括将第二电流量提供至所述热电模块。在一些实施方案中，将所述第一功率量提供至所述热电模块包括将第一电压量提供至所述热电模块，并且将所述第二功率量提供至所述热电模块包括将第二电压量提供至所述热电模块。

在一些实施方案中，所述热电模块可操作以降低冷却腔室温度，并且所述第一功率量和/或所述第二功率量基于所述冷却腔室的所述温度、所述热电模块的热侧的温度、处于所述冷却腔室外部的环境的温度和/或所述热电模块的电学性质(诸如品质因数)确定。