[發明專利]一種熱電制冷/熱系統

有效

• 申請號: 201310425343.8
• 申請日: 2013-09-17
• 公開（公告）號: CN103453688A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 陳旻;董文革;陳樹泉
• 申請（專利權）人: 北京鴻雁榮昌電子技術開發有限公司
• 主分類號: F25B21/02
• 分類號: F25B21/02;F25B49/00
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨;朱世定

1.一種熱電制冷/熱系統，其特征在于，包括：多個熱電模塊，由多個可控開關組成的開關矩陣，溫度傳感器，電力電子驅動電路，以及中央控制器，其中：

所述多個熱電模塊中的至少一部分接入所述開關矩陣，通過所述開關矩陣中各可控開關的通斷，實現對接入的所述熱電模塊之間的可變化的電連接，所述電力電子驅動電路連接在所有所述熱電模塊通過所述開關矩陣連接組成的熱電模塊陣列與電源之間，為每個所述熱電模塊提供直流電；

所述中央控制器與每個所述可控開關相連接，用于控制每個所述可控開關的導通或斷開；

所述多個熱電模塊中的至少一部分熱電模塊處被冷卻/加熱目標的表面分別設置有一個或一組所述溫度傳感器，每個或每組所述溫度傳感器用于測量對應熱電模塊處被冷卻/加熱目標的表面溫度，并將測得的溫度數據傳送給與其相連接的所述中央控制器；

所述中央控制器根據其存儲的目標溫度及所接收的每處被冷卻/加熱目標表面的溫度數據，計算得到使被冷卻/加熱目標表面溫度達到所述目標溫度且電源功率最小化時所述開關矩陣中各個可控開關的導通或斷開指令，并根據所述開關矩陣內各個可控開關的導通或斷開指令，控制對應可控開關實現導通或斷開狀態。

2.根據權利要求1所述的熱電制冷/熱系統，其特征在于，若由所述開關矩陣確定與其連接的所述多個熱電模塊的拓撲結構為先串聯后并聯結構，當被冷卻/加熱目標表面溫度變化時，通過排序算法將新的工作在兩側溫差最大范圍內的熱電模塊串聯，兩側溫差次大范圍內的熱電模塊串聯，依次類推。

3.根據權利要求1所述的熱電制冷/熱系統，其特征在于，若由所述開關矩陣確定與其連接的所述多個熱電模塊的拓撲結構為先并聯后串聯結構，當被冷卻/加熱目標表面溫度變化時，通過排序算法將新的工作在兩側溫差最大的熱電模塊和兩側溫差最小的熱電模塊并聯，兩側溫差次大的熱電模塊和兩側溫差次小的熱電模塊并聯，依次類推。

4.根據權利要求1所述的熱電制冷/熱系統，其特征在于，所述中央控制器根據其存儲的目標溫度及所接收的每處被冷卻/加熱目標表面的溫度數據，計算得到使被冷卻/加熱目標表面溫度達到所述目標溫度且電源功率最小化時所述開關矩陣中各個可控開關的導通或斷開指令具體包括：

所述中央控制器中預先存儲有經驗數據表，所述經驗數據表中保存有使被冷卻/加熱目標表面溫度達到所述目標溫度且電源功率最小化時，所述開關矩陣中每個可控開關的導通或斷開狀態與被冷卻/加熱目標表面的溫度數據及目標溫度的映射關系；

所述中央控制器根據其存儲的目標溫度及所接收的每處被冷卻/加熱目標表面的溫度數據，查找所述經驗數據表，從所述映射關系中得到所述開關矩陣中每個可控開關的導通或斷開狀態，并生成對應的導通或斷開指令。

5.根據權利要求1所述的熱電制冷/熱系統，其特征在于，所述中央控制器根據其存儲的目標溫度及所接收的每處被冷卻/加熱目標表面的溫度數據，計算得到使被冷卻/加熱目標表面溫度達到所述目標溫度且電源功率最小化時所述開關矩陣中各個可控開關的導通或斷開指令具體包括：

所述中央控制器根據所接收的每處被冷卻/加熱目標表面的溫度數據以及熱電模塊串并聯模型進行實時仿真，得到使被冷卻/加熱目標表面溫度達到所述目標溫度且電源功率最小化時所述開關矩陣中每個可控開關的導通或斷開狀態，并生成對應的導通或斷開指令。

6.根據權利要求1所述的熱電制冷/熱系統，其特征在于，所述目標溫度為設定值或設定閾值范圍，所述電力電子驅動電路電流的方向有正反2個方向，當被冷卻/加熱目標溫度高于設定值或設定閾值范圍上限時，熱電開始制冷，降低被冷卻/加熱目標溫度；當被冷卻/加熱目標溫度低于設定值或設定閾值范圍下限時，熱電開始制熱，升高被冷卻/加熱目標溫度。

7.根據權利要求1所述的熱電制冷/熱系統，其特征在于，所述溫度傳感器為無線溫度傳感器，所述中央控制器中設置有無線收發模塊，所述無線溫度傳感器與所述無線收發模塊通過無線方式進行數據傳輸。

8.根據權利要求1所述的熱電制冷/熱系統，其特征在于，所述電源為以下至少一種：

干電池，蓄電池，整流電源，熱電發電或太陽能發電產生的直流電。