CN103620321A - 用于食品和饮料室的热电冷却系统 - Google Patents

Abstract

热电冷却系统包括：热电装置，其借助珀尔帖效应将热从冷侧传递到热侧；空气热交换器，其将热从空气传递到冷侧；和散热器，其将热从热侧传递到冷却剂流体。该系统还包括：测量空气温度的温度传感器；和控制器，其根据温度测量值来控制电力流向热电装置。该系统还由于空气热交换器和冷却剂流体之间的温差借助热电装置将热从空气热交换器传递到散热器。控制器可降低热电装置上的有效电压，以减小热电装置的电力消耗。

Description

用于食品和饮料室的热电冷却系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年6月7日提交的名称为"用于食品和饮料室的热电冷却系统"的美国临时专利申请第61/494,197号的优先权，其整个内容因此通过参考被合并。

技术领域

实施例一般地涉及热电冷却系统，且更具体地涉及用于食品和饮料室的热电冷却系统。

背景技术

包含在交通工具例如飞机中的传统的食品和饮料制冷系统使用蒸气压缩制冷系统。这些蒸气压缩制冷系统通常是重的，容易出现可靠性问题，占据大量的空间，并且消耗很大量的能量。在交通工具例如飞机中，期望减少能量的使用，至少是因为产生能量所必要的设备重量的相应减小。此外，由于使交通工具运行所需要的燃料消耗减小并且交通工具的有效载荷能力相应增加，期望设备重量减小。也期望减小制冷系统占据的空间，以增加交通工具的有效载荷能力。此外，也希望改进可靠性，至少是因为交通工具的维护成本的减少和运行时间的相关增加。

发明内容

在实施例中，热电冷却系统包括：热电装置，其与电源电连接，所述热电装置操可作成利用来自电源的在热电装置上产生有效电压的电力借助珀尔帖效应将热从冷侧传递到热侧。该系统还包括空气热交换器，其与热电装置的冷侧相连并可操作成将热从与空气热交换器热接触的空气传递到热电装置。该系统额外地包括散热器，其与热电装置的热侧相连并可操作成将热从热侧传递到与散热器热接触的冷却剂流体。该系统还包括温度传感器，其测量流经空气热交换器的空气的温度；和控制器，其根据温度传感器的测量值来控制来自电源的电力流向热电装置。该热电冷却系统可操作成由于空气热交换器和与散热器热接触的冷却剂流体之间的温差根据导热效果借助热电装置将热从空气热交换器传递到散热器。

热电冷却系统可操作成当没有电力从电源提供到热电装置时通过由于在空气热交换器和与散热器热接触的冷却剂流体之间的温差根据导热效应借助热电装置将热从空气热交换器传递到散热器来保持期望的测量温度。

控制器控制热电装置以在冷侧和热侧之间产生温差并且测量的温度从初始温度向较低的目标温度降低的同时，当测量温度达到在初始温度和目标温度之间的预定的触发温度时，控制器降低热电装置上的有效电压，以减少热电装置的电力消耗并且放缓测量温度接近目标温度的速度。

控制器可确定到达当前有效电压运行的热电装置的电力输入，并且当到达热电装置的电力输入超过期望的电力消耗水平时，控制器可减小在热电装置上的有效电压，从而与以当前有效电压操作热电装置相比减小热电装置的电力消耗。

在另一实施例中，制冷系统与交通工具的辅助冷却系统相连，并且制冷系统包括冷却室和热电冷却系统，该热电冷却系统冷却与交通工具的辅助冷却系统结合的冷却室。热电冷却系统包括：热电装置，其与电源电连接，所述热电装置操可作成利用来自电源的在热电装置上产生有效电压的电力借助珀尔帖效应将热从冷侧传递到热侧；空气热交换器，其与热电装置的冷侧相连并可操作成将热从与空气热交换器热接触的空气传递到热电装置；散热器，其与热电装置的热侧相连并可操作成将热从热侧传递到与散热器热接触的冷却剂流体；冷却剂流体回路，其将来自辅助冷却系统的冷却剂流体循环成与散热器热接触；冷却剂控制阀，其控制与散热器热接触的冷却剂流体的流速；温度传感器，其测量流经空气热交换器的空气的温度；和控制器，其根据温度传感器的测量值来控制来自电源的电力流向热电装置。热电冷却系统可操作成由于空气热交换器和与散热器热接触的冷却剂流体之间的温差根据导热效果借助热电装置将热从空气热交换器传递到散热器。

热电冷却系统可操作成当没有电力从电源提供到热电装置时通过由于在空气热交换器和与散热器热接触的冷却剂流体之间的温差根据导热效应借助热电装置将热从空气热交换器传递到散热器来保持期望的测量温度。

控制器控制热电装置以在冷侧和热侧之间产生温差并且测量的温度从初始温度向较低的目标温度降低的同时，当测量温度到达在初始温度和目标温度之间的预定的触发温度时，控制器降低热电装置上的有效电压，以减少热电装置的电力消耗并且放缓测量温度接近目标温度的速度。

控制器确定到达以当前有效电压运行的热电装置的电力输入，并且当到达热电装置的电力输入超过期望的电力消耗水平时，减小在热电装置上的有效电压，从而与以当前有效电压操作热电装置相比减小热电装置的电力消耗。

在另一实施例中，一种控制热电冷却系统以冷却与交通工具的辅助冷却系统结合的冷却室的方法包括：使在冷却室内的空气循环经过热电冷却系统的空气热交换器，所述空气热交换器与热电装置的冷侧热连接，以将热从空气传递到热电装置；使冷却室外的冷却剂流体循环成与热电冷却系统的散热器热接触，所述散热器与热电装置的热侧热连接，以将热从热电装置传递到冷却剂流体；测量循环经过空气热交换器的空气的温度；控制在热电装置上的有效电压，以产生在冷侧和热侧之间的温差，并根据至少测量温度利用来自电源的电力借助珀尔帖效应将热从冷侧传递到热侧；和由于在空气热交换器和与散热器热接触的冷却剂流体之间的温差根据热传导效应借助热电装置将热从空气热交换器传递到散热器。

该方法还可包括当没有电力从电源提供到热电装置时，通过由于空气热交换器和与散热器热接触的冷却剂流体之间的温差根据热传导效应借助热电装置将热从空气热交换器传递到散热器来保持期望的测量温度。

该方法还可包括降低热电装置上的有效电压，以减小热电装置的电力消耗并在测量温度达到初始温度和目标温度之间的预定触发温度时放缓测量温度接近较低的目标温度的速率，同时测量的温度从初始温度向较低的目标温度降低。

在另一实施例中，热电冷却系统包括：热电装置，其与电源电连接；空气热交换器，其与热电装置的第一侧相连并可操作成将热从与空气热交换器热接触的空气传递到热电装置；散热器，其与热电装置的第二侧相连并可操作成将热从第二侧传递到与散热器热接触的冷却剂流体；热电冷却系统可操作成当串联地电连接在电源的一侧和热电装置的另一侧之间的驱动器控制从电源提供到热电装置的电力时，根据珀尔帖效应借助热电装置将热从空气热交换器传递到散热器，并且热电冷却系统可操作成当没有电力从电源提供到热电装置时，由于在空气热交换器和与散热器热接触的冷却剂流体之间的温差根据导热效应热借助热电装置将热从空气热交换器传递到散热器。

在另一实施例中，多用于热电冷却系统的控制器包括接收来自传感器的输入的传感器输入，传感器测量热电冷却系统的性能参数。热电冷却系统还包括彼此并联地电连接的且由公共驱动器电驱动的多个热电装置。控制器也包括电压控制信号输出部分、处理器和非瞬时性的存储器，该存储器在其上存储有能由处理器执行的程序，以执行控制热电冷却系统的方法。该方法包括：从传感器输入部分接收传感器数据、基于输入的传感器数据确定电压控制信号的参数，和将具有参数的电压控制信号传递到驱动器，以控制借助多个热电装置的热传递。电压控制信号可包括线性可变电压控制信号，并且参数可包括可变电压控制信号的最大电压的百分比。热电装置驱动信号也可包括脉冲宽度调制信号，并且参数可包括脉冲宽度调制信号的脉冲宽度调制工作周期。电压控制信号可额外地包括打开/关闭控制信号。

在另一实施例中，热电冷却系统包括与电压串联地电连接的第一组热电装置和与电压串联地电连接的第二组热电装置，其中第一组和第二组热电装置相对于彼此并联地电连接。空气热交换器与热电装置的第一组和第二组的热电装置中的第一侧相连并可操作成将热从与空气热交换器热接触的空气传递到第一组和第二组热电装置。散热器与第一组和第二组热电装置相连并可操作成将热从与散热器热接触的冷却剂流体的第二侧开始传递。驱动器在电源的一侧与第一组和第二组热电装置的另一侧之间之间被串联地电连接。驱动器可操作成根据电压控制信号控制从电压提供到第一组和第二组热电装置的电力的量。传感器测量至少一个第一组和第二组热电装置的性能参数。热电冷却系统也包括控制器，控制器包括处理器和非瞬时性的存储器，该存储器在其上存储有能由处理器执行的程序，以用于执行控制热电冷却系统的方法。该方法包括从传感器接收传感器数据、基于传感器数据确定电压控制信号的参数，和将电压控制型号传递给驱动器。

在另一实施例中，热电制冷器包括：冷冻室，其将食品或饮料保持在低于环境空气温度的温度；和多个热电装置，其彼此并联地电连接。多个热电装置具有冷侧和热侧。热电制冷器也包括：风扇，其使空气在与多个热电装置的冷侧进行热接触和冷冻室的内部之间进行循环并且由可变受控电源驱动。热电制冷器还包括与多个热电装置的热侧热接触的散热器。散热器在多个热电装置的热侧和与其热接触地循环的冷却剂流体之间传递热。热电制冷器还包括与多个热电装置电连接且将电力从输入电源转化为用来驱动多个热电装置的热电装置电源。控制系统电源与控制器电连接，控制器与多个热电装置电隔离并且将电力从输入电源转化为向控制器提供电力。控制器与多个热电装置串联地电连接。驱动器相应于热电装置驱动信号控制电流从热电装置电源输入部分到多个热电装置。电流传感器与多个热电装置中的至少一个电连接并且测量经过其的电流。电压传感器与多个热电装置电连接并测量到达多个热电装置的电压输入。热电装置温度传感器与多个热电装置中的至少一个的一侧热连接并且测量多个热电装置中的至少一个的一侧的温度。循环空气温度传感器测量与多个热电装置的冷侧热接触地循环的空气的温度。冷却剂流体温度传感器测量与多个热电装置的热侧上的散热器热接触地循环的冷却剂流体的温度。热电制冷器也包括控制器，控制器包括处理器和非瞬时性的存储器，该存储器在其上存储有能由处理器执行的程序，以用于执行控制热电制冷器的方法。该方法包括从多个传感器（包括电流传感器、电压传感器、和温度传感器）接收传感器数据，从而基于至少传感器数据确定热电装置驱动信号的参数、将具有参数的热电装置驱动信号传递给驱动器，和基于传感器数据设定驱动风扇的可变受控电源。热电装置驱动信号可包括脉冲宽度调制信号，并且参数可包括脉冲宽度调制工作周期。

附图说明

图1A和1B示出热电冷却系统的示例性实施例。

图2示出分成控制部分、电源部分和热电装置（TED）部分的示例性热电冷却系统。

图3示出另一示例性的热电冷却系统。

图4示出控制热电冷却系统的示例性方法。

图5A、5B、5C、5D、5E和5F示出控制热电冷却系统的另一示例性方法。

图6示出热电装置的示例性工作结构。

图7示出热电装置的示例性组件。

图8示出热电装置的示例性视图。

图9A和9B示出制冷系统的示例性视图，该制冷系统包括与液体冷却系统或辅助冷却系统一起使用的、安装在一个或多个热电装置的两侧上的热交换器组合。

图10示出示例性的冷侧空气冷却组件，该组件包括热电装置冷侧空气热交换器和风扇。

图11示出示例性辅助冷却系统（SCS）饮料冷却器/冷藏机/冷冻机（BCRF）的三种工作模式。

图12示出热电装置电力消耗的示例性控制流程图。

图13示出控制热电冷却系统的示例性的方法。

具体实施方式

这里公开了克服现有技术的问题的热电冷却系统的实施例。热电冷却系统可包括在交通工具例如飞机中的、作为制冷单元的一部分，例如厨房中使用的食品和饮料制冷机。

图1A和1B示出热电冷却系统100的示例性实施例。热电冷却系统100可包括用于冷冻物品例如食品和饮料的制冷机。热电冷却系统100可在交通工具，例如飞机、船、火车、公共汽车或厢式汽车中使用。热电冷却系统100包括冷冻室110，其中待冷冻的物品可保持在低于冷冻室110外的环境空气温度的温度。冷冻室110可具有门，门能被打开以进出冷冻室110并且能关闭以将待冷冻的物品固定在冷冻室110内的保温温控空间内。

热电冷却系统100可使用热电装置（TED）120来冷却冷冻室110。热电冷却系统100可包括多个TED120，如在这里的其他地方更详细地描述。TED120可包括珀尔帖装置，珀尔帖装置利用珀尔帖效应将热从TED120的一侧传递到TED120的另一侧。利用珀尔帖效应，电压或DC电流被施加到两个不同的导体上，从而形成沿电荷载体运动方向传递热的电路。因此，在两个导体之间具有连续的热传输，并且在该装置的两个表面之间形成温差ΔT。经过TED120的热传递的方向可通过施加在TED120的珀尔帖装置的电压的极性控制。例如，当电压施加在阳极时，TED120可将热从冷侧空气冷却器130传递到散热器140。阳极可能热电冷却系统100的冷却模式在TED120的标准运行状态中使用。当电压施加在阴极时，TED120可将热从散热器140传递到冷侧空气冷却器130。阴极可例如在热电冷却系统100的除霜模式中在TED120的交替运行状态中使用。

冷侧空气冷却器130可操作成借助与热交换器热接触而将热从空气传递到TED120内。冷侧空气冷却器130可包括风扇135。风扇135可包括轴向风扇、径向风扇、离心风扇，或本领域技术人员已知的另一类型的风扇。风扇135的速度和因而由风扇循环的一定量的气流可被用于驱动风扇135的马达的可变地受控的电力来设定。风扇135的速度可能转数每分钟（rpm）的单位被测量。根据风扇的转动方向（例如，风扇沿顺时针或逆时针方向转动），风扇135可导致气流170从冷冻室110的内部循环到冷侧空气冷却器130内（图1A），反之亦然（图1B）。冷侧空气冷却器130也可包括与TED120相连的空气热交换器例如冷却板或散热片，TED120可操作地将热从被风扇135循环的空气传递到TED120内。在图1A中示出的实施例中，通过与热交换器热接触将热从空气传递到TED120之后，风扇135可导致空气排出冷侧空气冷却器130并通过空气流180再进入冷冻室110。气流180可由与冷侧空气冷却器130相连的一个或多个管道或其他结构引导，以便在被冷侧空气冷却器130冷却之后将空气引导进入冷冻室110。在图1B示出的实施例中，气流180可由与冷侧空气冷却器130相连的一个或多个管道或其他结构引导，以便在返回到冷冻室110之前将空气从冷冻室110引导进入待冷却的冷侧空气冷却器130内。在通过与热交换器热接触将热从空气传递到TED120之后，风扇135可导致空气排出冷侧空气冷却器130并通过空气流170再进入冷冻室110。

散热器140可与TED120热接触并且可操作成将热从TED120传递到以与散热器140热接触的方式循环的冷却液内。冷却剂流体可包括例如水或乙二醇/水混合物的冷却液，或例如冷空气的气态冷却剂。在一些实施例中，冷却剂流体可通过交通工具例如飞机的中央冷却液系统或辅助的冷却系统（SCS）被提供到热电冷却系统100。冷却剂流体可经由冷却剂输入端口150被提供到散热器140。在散热器140交换在TED120和冷却剂流体之间的热之后，冷却剂流体可通过冷却剂输出端口160被排出。

TED控制系统190可与TED120连接，以控制TED120在冷却和加热（例如，除霜）冷冻室110方面的运行。TED控制系统190也可控制热电冷却系统100的其他构件和方面，包括风扇135和经过散热器140的冷却剂流体的流量。例如，经过散热器140的冷却剂流体的流量可通过打开和关闭与冷却剂输入端口150和冷却剂输出端口160串联地相连的阀而被控制，并且TED控制系统190可通过改变提供给风扇135的马达的电力的量而控制风扇135的转速。TED控制系统190可包括处理器和非瞬时性的存储器，该存储器在其上存储有能由处理器执行的程序，以用于执行控制热电冷却系统100的方法。TED控制系统190可包括现场可编程门阵列（FPGA）、特种应用集成电路、或执行控制热电控制系统100的方法的其他电路。TED控制系统190也可与热电控制系统100内的多个传感器通信地相连，因而接收与热电冷却系统100和组成构件的性能参数的测量相关的传感器数据。参考图3在这里更详细地描述有关TED120的TED控制系统190的输入/输出和控制功能。

图2示出分成控制部分210、电源部分220和热电装置（TED）部分230的示例性热电控制系统200。热电冷却系统200可包括控制系统190和TED120的实施例。控制部分210可与电源部分220和TED部分230电隔离。控制部分210与电源部分220和TED部分230的电隔离可防止由于TED部分230的高电力转换引起的电噪音和电气瞬态被传播到控制部分210内。利用光隔离器或其他装置可提供电隔离。参考图3更详细地描述控制部分210、电源部分220和TED部分230的构件和运行。

图3示出另一示例性的热电冷却系统300。热电冷却系统300可包括热电冷却系统200的实施例。热电冷却系统300包括电力输入部分302。输入部分302可与三相交流（AC）电源相连。在一些实施例中，三相AC电源可具有约80VAC至180VAC之间的电压或其他标准电压值，如可在飞机的电力系统中使用的。在输入部分302的电力可包括来自飞机电力产生系统的电力。在输入部分302的电力可被滤波器304过滤。滤波器304可包括热电干扰（EMI）滤波器。滤波器304也可包括出于安全原因的电熔丝。滤波器304的电力输出的路径可设置成通向VDC总线1电源306和VDC总线2电源314。在一些实施例中，VDC总线1电源306可提供28伏直流（VDC）电压，而VDC总线2电源314可提供48VDC的电压。实施例限制于这些示例性电压值，并且在其他实施例中，不同电压值可根据系统要求或设计目的而被提供。从滤波器304到VDC总线2电源314的电力可由可控继电器316选择性地连接或断开连接。VDC总线1电源306可用于给对应于控制部分210的热电冷却系统300的控制部分提供电力，而VDC总线2电源314可与电源部分210对应并且也用于给对应于TED部分230的热电装置（TED）提供电力。

VDC总线1电源306可能标称28伏输出约100伏安（VA）的直流电力。VDC总线1电源306也可包括瞬态保护，以保护对应于控制部分210的热电冷却系统300的电子免受输入VDC总线1电源306的电气瞬态所导致的损坏。电力可从VDC总线1电源306输出并进入输入/输出和控制模块308。控制模块308可将输入电力从VDC总线1电源306转化成一个或多个不同电压。例如，控制模块308可将输入电力从VDC总线1电源306转化为5V，以用于使包含在控制模块308中的电路运行。

控制模块308可包括微控制器或处理器和相关的非瞬时性的存储器，该存储器在其上存储有能由处理器执行的程序，以控制热电冷却系统300的构件。控制模块308的构件可被安装在一个或多个印刷电路板上。控制模块308也可包括一个或多个各种调节器，传感器接口、风扇控制电路、模拟和离散输入及示出，以及控制器局域网（CAN）总线接口。控制模块308可与多个传感器通信地连接，传感器输入对应于有关热电冷却系统300的性能测量值的数据。电压传感器310和电流传感器312可测量从VDC总线1电源306输出的和进入控制电路308的电力。从电压传感器310和电流传感器312输出的传感器数据可提供给控制电路308。同样，电压传感器320可测量从VDC总线2电源314输出的电压，另一电压传感器340可测量（对应于TED部分230且包括多个热电装置的）TED阵列344的电压输入。从电压传感器320和电压传感器340输出的传感器数据可在被输入控制模块308之前分别经过隔离器322和隔离器342。

控制模块308也可接收来自与控制部分210相关的额外传感器的传感器数据。一列热敏电阻可安装在热电冷却系统100中，以便测量在各构件上或附近的温度。温度传感器372可与散热器140的热板热连接（散热器140与TED120的热侧热连接），并且可测量热侧的温度。温度传感器374可与冷侧空气冷却器130的空气热交换器热连接（冷侧空气冷却器130与TED120的冷侧热连接），并且可测量冷侧的温度。温度传感器376可测量循环经过冷侧空气冷却器130的供给空气的气流的温度。温度传感器378可测量循环经过冷侧空气冷却器130的返回空气的气流的温度。温度传感器386可测量流入经过冷却剂输入端口150的冷却剂流体的温度。温度传感器388可测量流出经过冷却剂输出端口160的冷却剂流体的温度。

风扇135可操作地与测量风扇135的性能参数的多个传感器连接。风扇135的转数每分钟（rpm）的量可由风扇rpm传感器384测量。风扇135的rpm量可与经过风扇135的气流相关。电压传感器380和电力传感器382可分别测量由控制模块308提供以驱动风扇135的电力的电压和电流。

利用从在热电冷却系统300的传感器（其将传感器数据输入到控制模块308）接收的数据，控制模块308可控制分别对应于电源部分220和TED部分230的电源装置和热电装置。控制模块308可控制来自VDC总线2电源314经由驱动器338输入到TED阵列344的电流，驱动器338与TED阵列344串联电连接，以便TED阵列344中的多个热电装置被公共驱动器338电驱动。驱动器338可包括场效应晶体管（FET）/绝缘栅双极晶体管（IGBT）驱动器。驱动器338可能是温度和电流保护的。驱动器338可借助隔离器336与控制模块308电隔离。

来自VDC总线2电源314的输入TED阵列344的电力的电压极性可借助与驱动器338串联地电连接的极性开关328被控制模块308控制。极性开关328可包括机械开关或固态继电器（SSR）。极性开关328可借助延迟和锁存来自控制模块308的控制信号的延迟锁存器330被控制。极性开关328也可借助隔离器332与控制模块308电隔离。TED阵列344的极性可被倒转，以便交替地将TED阵列344设置成冷却模式和除霜模式。当TED阵列344处于冷却模式（例如，冷冻模式、冷藏模式、或饮料冷却模式）时，TED阵列344可通过将热从冷侧空气冷却器130传递到散热器140来使冷冻室110冷却。选择性地，当TED阵列344处于除霜模式时，TED阵列344可通过将热从散热器140传递到冷侧空气冷却器130来使冷冻室110除霜。

当控制模块308将极性开口328设定成倒转TED阵列344的极性，以便TED阵列344处于除霜模式时，NAND电路334可设定成超过从控制模块308输出的电压控制信号，从而防止电压控制信号控制驱动器338。通过这种方式，驱动器338可设定成当TED阵列344借助极性开口328设定成除霜模式时将总电力提供给TED阵列344，并且电压控制信号可仅用于当TED阵列344处于冷却模式时控制TED阵列344的电力级。

VDC总线2电源314可能标称电压输出直流（DC）电力并且具有充足的电流强度，以为TED阵列344的冷却操作提供电力。在一些实施例中，VDC总线2可能48VDC提供约750VA的DC电力，但是实施例不限于这些示例性的电力和电压值，就像很多不同值可根据冷却系统的需要和设计目的而实施。VDC总线2电源314可包括十八相三十六脉冲自耦变压器整流单元（ATRU）或多相变压器以提供输出直流电力。VDC总线2电源314也可包括瞬态保护，以保护对应于控制部分220和TED部分230的热电冷却系统300的电子免受输入VDC总线2电源314的电气瞬态所导致的损坏。

VDC总线2电源314的输出可主要或仅用于将电力提供给TED阵列344。DC/DC调整电路324可调整VDC总线2电源314输出的电力，以有助于将净电力提供给TED阵列344。DC/DC转换器326也可与DC/DC调整电路324相连。DC/DC转换器326可具有将一个输入电压（例如75V）转化为另一输出电压（例如5V）的电压转换比。此外，热手动可复位开关可被串联地安装在VDC总线2电源314和TED阵列344之间，以提供过热保护。

TED阵列344可根据TED阵列344内的热电装置的串联和并联布置以各种电压（例如，在一些实施例中高达64VDC）支持正常运行。TED阵列344可包括一个或多个热电装置（TED）。TED可布置成在彼此内并联地电连接的第一组和第二组，一个或多个TED可在第一组和第二组中的每一组彼此串联地电连接。例如，TED可能阵列的形式布置，其中两个或更多个TED串联地电连接，并且两个或更多个TED被并联地电连接。如图3中所示的，十六个TED布置成一个阵列，其中四组TED彼此并联地电连接，而这四组中的每组中的四个TED串联地电连接。具体地，TED345、346、347和348在第一组中串联连接，TED349、350、351和352在第二组中串联连接，TEDs353、354、355和356在第三组中串联连接,而TED357、358、359和360在第四组中串联连接。第一、第二、第三和第四组在TED阵列344的输入部分和输出部分之间彼此并联地电连接。在各实施例中，如本领域技术人员能认识到的，TED阵列344可包括比图3中所示的更多或更少的热电装置，热电装置可串联和并联地布置在各其他组中。TED阵列344中的每个TED可与TED阵列344中的其他TED实体地间隔开，以改进热传递效率或防止过热状态。

经过第一、第二、第三和第四组TED的电流由电流传感器测量，电流传感器借助隔离器370将它们的数据提供给控制模块308。特别是，经过第一组TED的电流由电流传感器362测量，经过第二组TED的电流由电力传感器364测量，经过第三组TED的电流由电流传感器366测量，而经过第四组TED的电流由电流传感器368测量。利用由电压传感器340提供的在TED阵列344上的测量电压和由电流传感器362、264、366和368提供的四组TED中的每一组的测量电流，控制模块308可计算被TED阵列344使用的总电力。

控制模块308可控制继电器316，以使VDC总线2电源314与电力输入部分302连接和断开连接。例如，当由热电冷却系统300控制的热电冷却系统处于待机模式，被关闭，或处于安全状态（例如过电流、过热）等时，必须使电源与TED阵列344断开连接，控制模块308可经由隔离器318控制继电器316，以使VDC总线2电源314与电力输入部分302提供的输入电力脱离电连接。当控制模块308确定电力应提供给TED阵列344时，控制模块308可控制继电器316，以使VDC总线2电源314与电力输入部分302提供的输入电力电连接。

控制模块308可使用电压控制、开/关控制、或脉冲宽度调制（PWM），以通过输出电压控制信号来控制TED阵列344的电力。电压控制可包括非线性以及线性电压控制，其中电压可响应于冷却的期望程度或冷却系统传感器输入进行非线性和线性控制。

在使用各种电压控制的实施例中，从控制模块308输出的电压控制信号可从标称总控制电压值的约0%变化至约100%，以将TED阵列344的电力从总电力的约0%改变至约100%。可变电压控制信号的值可根据控制模块308从在热电冷却系统100中的各温度、电流、电压和rpm传感器接收的传感器数据被设定。另外，可变电压控制信号的值可根据热电冷却系统100的设定运行模式，例如冷藏模式、饮料冷却模式、冷冻模式、或除霜模式被设定。当电压控制信号的值增大时，TED阵列344可对冷冻室110提供更多的冷却，并且当电压控制信号的值减小时，TED阵列344可对冷冻室110提供较少的冷却。使用开/管控制的实施例可类似于使用可变电压控制的实施例运行，除了电压控制信号可仅设定成开（总电力的100%）和关（总电力的0%）。

在使用PWM控制的实施例中，电压控制信号可能是PWM信号，而控制模块308可产生作为PWM信号基础的大于约2kHz的脉冲频率。PWM信号的工作周期可从约0%变化到约100%，以将TED阵列344的电力从总电力的约0%改变到约100%。PWM信号的工作周期的值可根据控制模块308从在热电冷却系统100中的各温度、电流、电压和rpm传感器接收的传感器数据被设定。另外，工作周期的值可根据热电冷却系统100的运行设定模式，例如冷藏模式、饮料冷却模式、冷冻模式、或除霜模式被设定。当PWM工作周期增大时，TED阵列344可对冷冻室110提供更多的冷却，并且当PWM工作周期减小时，TED阵列344可对冷冻室110提供较少的冷却。

图4示出控制热电冷却系统300的示例性方法。图4中示出的步骤可通过控制模块308的处理器来执行。虽然在示出的实施例中示出特定顺序的步骤，步骤被执行的顺序不限于示出的实施例，并且可能在其他实施例中的其他顺序来执行步骤。此外，一些实施例可不执行所有示出的步骤或可包括在图4中没有示出的额外步骤。

在步骤410中，传感器数据从热电控制系统300的一个或多个传感器被输入控制模块308。传感器数据可用作对控制热电冷却系统300和组成构件的控制算法的输入。

在步骤420时，确定了所需的电压和电力。可基于至少被输入传感器的数据确定电压控制信号参数。电压控制信号参数可包括施加到可变电压控制系统中的最大电压百分比、PWM控制系统中的PWM的工作周期，或在开/关电压控制系统中电压控制是"开"或"关"。在PWM控制系统中，PWM工作周期可施加到具有预定频率，例如2kHz或更大的脉冲序列，以产生具有PWM工作周期的PWM信号。

在步骤430中，具有在步骤420中确定的电压控制信号参数的电压控制信号可传递到驱动器338，以通过TED阵列344的多个热电装置345-360来控制热传递。电压控制信号可在控制模块308和驱动器338之间被处理或逻辑操作。例如，电压控制信号可通过布置在控制模块308和驱动器338之间的构件沿电压控制信号的路径例如NAND电路334被倒转、放大、过滤、电平移位、锁存、堵塞、或过载。TED阵列344可利用珀尔帖效应与施加到驱动器338的电压控制信号的参数成比例地进行将热从一侧传递到另一侧。

在步骤440中，除霜模式可通过将极性开关信号传递到极性开关328而选择性地启动，以将提供给TED阵列344的多个热电装置345-360的电力的电压极性倒转。通过在步骤440中倒转极性，在TED阵列344的多个热电装置的第一侧和第二侧之间的热传递的方向被改变。极性开关信号可在控制模块308和驱动器328之间被处理或逻辑操作。此外，极性开关信号可用于控制在另一信号例如电压控制信号上执行的逻辑操作。

在步骤450中，提供给风扇135的电力被设定成根据在步骤410中输入的至少一个传感器数据来控制风扇的速度。电压和/或电流可设定成根据期望的风扇速度可变地控制提供给风扇135的电力。通过控制风扇的速度，风扇的气流也被控制。

在步骤460中，基于至少在步骤410中输入的传感器数据利用继电器316，VDC总线2电源314与电力输入部分302脱离连接。因此，热电装置阵列344和热电冷却系统300能被保护免受错误和安全问题，例如过电流或过热状态。

图5A、5B、5C、5D、5E和5F示出控制热电冷却系统的另一示例性方法。在下面的说明中给出了所有值和范围（例如，电压值、电流值、温度值、电力相的数量、TED通道的数量等）仅是示例性的，并且在一些实施例中，可使用不同的值而不背离如在权利要求中限定的本发明的精神和范围。在步骤501中，包括（具有热电冷却系统的）热电制冷机的厨房推车被插入厨房面板。在步骤502中，热电冷却系统进入预通电待机模式，在该模式中主要功能是非运行的。在步骤503中，通向热电冷却系统的输入电力被监控，以确定电力特性，例如输入电压级和频率。在步骤504中，确定有关用于操作热电冷却系统的能接受的两相电力是否是可获得的。如果电压级处于特定的能接受的范围，例如处于约80VAC至180VAC内、具有在约360Hz至800Hz的频率的值，并且有可用的至少两个不同的电相，那么可确定能接受的两相电源是可用的。如果可接受的两相电源是不可用的，那么该方法可返回步骤502。如果可接受的两相电源是可用的，那么该方法可前进到步骤505。在步骤505，主机微控制器（例如，在控制部分210中的处理器或输入/输出和控制模块308）开始工作。在步骤506，热电制冷机的控制面板的电源按钮被监控直到电源按钮被按下以打开电源。在电源按钮的按压被监控之后，该方法前进到步骤507，其中热电冷却系统进入备用模式。

如果三相AC电力确定在步骤508中不可用，输入热电冷却系统的电压被确定为在步骤509中是不可接受的（例如，小于约80VAC或大于约180VAC），TED阵列344中的TED345-360的热侧被确定为在步骤510中是不可接受的（例如，大于约180华氏温度），或TED阵列344中的TED345-360的电流被确定为在步骤511中是不可接受的（例如，大于约20amps rms(Arms)），该方法进入步骤512中的自保护模式。参考图5F进一步描述进入步骤512的自保护模式。否则，该方法进入模式选择步骤513，其中热电冷却系统的运行模式被设定。运行模式可能是冷冻模式、冷藏模式、饮料冷却模式或可能是这里描述的这些模式中的一个模式的变型的另一模式。

在热电冷却系统的运行模式在步骤513中被选择之后，在主机微控制器上执行以控制热电冷却系统的软件或硬件被激活并且倒转TED阵列344的DC极性的极性开关328在步骤514中停用。如果冷冻模式在步骤513中被选择，该方法接下来继续到步骤515中的冷冻模式，这参考图5B被进一步详细地描述。在冷冻模式中，可设定冷藏温度设定点，例如-18至-12摄氏度。如果在步骤513中冷藏模式，该方法接下来继续到步骤516中的冷藏模式。在冷藏模式中，可设定冷的但非冷冻温度设定点，例如4摄氏度。在步骤516中选择冷藏模式之后，该方法继续到步骤518中的温控模式，这参考图5C被进一步详细地描述。如果在步骤513中选择饮料冷却模式，该方法接下来继续到步骤517中的饮料冷却模式，这参考图5D被进一步详细地描述。在饮料冷却模式中，可设定低于室温但高于冷冻或冷藏模式的冷却温度设定点，例如8摄氏度。在各实施例中，热电冷却系统可具有可能在步骤513中选择的额外模式，并且控制可在步骤514（而不是这里描述的步骤515的冷冻模式、步骤516的冷藏模式和步骤517的饮料冷却模式）之后转到该模式。这些额外模式具有不同的温度设定点。在各实施例中，热电冷却系统的所有模式的温度设定点可由用户设定。

在步骤515进入冷冻模式（如图5B所示）之后，热电冷却系统进入（监控步骤519中的不可恢复的故障的）待机模式。如果检测到不可恢复的故障，该方法前进到步骤512中的自保护模式，这参考图5F被进一步描述。否则，该方法前进到步骤520，其中冷却控制阀（CCV）被设定（例如，100%打开）。在步骤521中，由于在步骤520设定了冷却控制阀电流反馈被测量。如果没有可测量的电流反馈，或电流值低于某一特定最小值，那么该方法返回到步骤520以再次设定冷却控制阀。如果在步骤521中测量的电流反馈超过最大值，例如1A，那么该方法返回步骤519中的待机模式。否则，如果电流反馈处于可接受的范围，那么该方法前进到步骤522，其中风扇（例如风扇135）被设定为打开。

在风扇被设定为打开之后，风扇速度rpm反馈在步骤523中被监测。如果确定没有可测量的rpm反馈，那么尝试重启风扇，尝试的次数在步骤524中被计数。当尝试重启风扇的次数等于阈值（例如，5次尝试重启）时，那么该方法返回步骤519中的待机模式。否则，风扇重新设定为在步骤522中再次打开。当来自风扇的rpm反馈在步骤523中被测量（例如使用风扇rpm传感器384）时，该方法前进到步骤525，在该步骤中确定风扇的电流（可通过电流传感器382测量）是否超出可接受范围经过特定时间段。例如，如果电流超过约4A经过约4秒或更多的时间，那么电流可确定为超出可接受的范围经过一定时间段。如果风扇电流超出可接受范围经过一定时间段，那么该方法返回步骤519中的待机模式。风扇的超过时间段的测量值允许在确定风扇是否适当运行时当风扇首先打开时风扇电流的初始峰值被忽略。

如果风扇电流超出可接受范围经过特定的时间段，那么该方法前进到步骤526，其中电压信号被传递，以借助例如驱动器338来控制TED阵列344。在各实施例中，电压信号可是脉冲宽度调制（PWM）信号、线性可变电压信号、或开/关电压信号。因此，在TED阵列344的每个通道中的电流被监测（例如，通道1、2、3和4可分别利用电流传感器362、364、366和368被监测），并且确定被监测的电流在步骤527A、527B、527C和527D中是否超出可接受的范围。在一些实施例中，如果电流是大体零或超过约5Arm，那么测量电流可被确定为超出可接受的范围。如果在任何通道中被监测的电流被确定为超出可接受的范围，那么该方法前进到在步骤512中的自保护模式，如参考图5F更详细地描述的。如果电流被确定为处于可接受的范围，那么该方法继续到步骤528，其中确定返回空气温度（例如，通过温度传感器378测量的气流170的温度）是否处于可接受范围。在一些实施例中，可受的范围可考虑为处于约-1至-12摄氏度或更低。如果返回的空气温度没确定为处于可接受的范围，那么TED阵列344的电压信号在步骤529中被再次设定并且该方法返回步骤526。在一些实施例中，通向阵列344的电压信号可设定为其最大值，以便使热电冷却系统的温度尽可能快地降低到冷冻温度设定点。如果返回空气温度确定为处于可接受的范围内，那么该方法前进到在步骤518中的温控模式，如参考图5C更详细地描述的。

在步骤518中进入且在图5C中示出的温控模式根据在步骤513中设定的模式的温度设定点控制热电冷却系统的温度。例如冷冻模式温度设定点可能是约-18至-12摄氏度，冷藏模式温度设定点可能是约4摄氏度，并且饮料冷却模式温度设定点可能是约8摄氏度。在步骤518中进入温控模式之后，热电冷却系统进入监控步骤530中的不可恢复的故障的待机模式。如果检测到不可恢复的故障，该方法前进到步骤512中的自保护模式，这参考图5F被进一步描述。否则，该方法前进到步骤531，其中冷却控制阀（CCV）被设定（例如，100%打开）。在步骤532中，由于在步骤531设定了冷却控制阀电流反馈被测量。如果没有可测量的电流反馈，或电流值低于某一特定最小值，那么该方法返回到步骤531以再次设定冷却控制阀。如果在步骤532中测量的电流反馈超过最大值，例如1A，那么该方法返回步骤530中的待机模式。否则，如果电流反馈处于可接受的范围，那么该方法前进到步骤533，其中风扇（例如风扇135）被设定为打开。

在风扇被设定为打开之后，风扇速度rpm反馈在步骤534中被监测。如果确定没有可测量的rpm反馈，那么尝试重启风扇，尝试的次数在步骤535中被计数。当尝试重启风扇的次数等于阈值（例如，5次尝试重启）时，那么该方法返回步骤530中的待机模式。否则，风扇重新设定为在步骤533中再次打开。当来自风扇的rpm反馈在步骤534中被测量（例如使用风扇rpm传感器384）时，该方法前进到步骤536，其中确定风扇的电流（可通过电流传感器382测量）是否超出可接受范围经过特定时间段。例如，如果电流超过约4A经过约4秒或更多的时间，那么电流可确定为超过可接受的范围经过一定时间段。如果风扇电流超出可接受范围经过一定时间段，那么该方法继续到步骤530中的待机模式。风扇的超过时间段的测量值允许在确定风扇是否适当运行时当风扇首先打开时风扇电流的初始峰值被忽略。

如果风扇电流超出可接受范围经过特定时间段，那么该方法前进到步骤537，其中电压信号被传递，以借助例如驱动器338来控制TED阵列344。在各实施例中，电压信号可是脉冲宽度调制（PWM）信号、线性可变电压信号、或开/关电压信号。因此，在TED阵列344的每个通道中的电流被监测（例如，通道1、2、3和4可分别利用电流传感器362、364、366和368被监测），并且确定监测的电流在步骤538A、538B、538C和538D中是否超出可接受的范围。在一些实施例中，如果电流是大体零或超过约5Arm，那么测量电流可被确定为超出可接受的范围。如果在任何通道中的监测电流被确定为超出可接受的范围，那么该方法前进到在步骤512中的自保护模式，如参考图5F更详细地描述的。如果确定电流处于可接受的范围内，该方法继续到步骤539，在其中确定是否除霜定时器已经到期。例如，一旦每隔某一确定数目的小时进行连续操作，除霜定时器确定热电冷却系统进入除霜模式所具有的频率。当除霜计时器在步骤539中到期时，该方法返回步骤537，并且电压信号继续被传递以控制TED阵列344。如果确定除霜计时器到期，那么该方法前进到在步骤550中的温控模式，如参考图5E更详细地描述的。

在步骤517进入饮料冷却模式（如图5D所示）之后，热电冷却系统进入监控步骤540中的不可恢复的故障的待机模式。如果检测到不可恢复的故障，该方法前进到步骤512中的自保护模式，这参考图5F被进一步描述。否则，该方法前进到步骤541，其中冷却控制阀（CCV）被设定（例如，100%打开）。在步骤542中，由于在步骤541设定了冷却控制阀电流反馈被测量。如果没有可测量的电流反馈，或电流值低于某一特定最小值，那么该方法返回到步骤541以再次设定冷却控制阀。如果在步骤542中测量的电流反馈超过最大值，例如1A，那么该方法返回步骤540中的待机模式。否则，如果电流反馈处于可接受的范围，那么该方法前进到步骤543，其中风扇（例如风扇135）被设定为打开。

在风扇被设定为打开之后，风扇速度rpm反馈在步骤544中被监测。如果确定没有可测量的rpm反馈，那么尝试重启风扇，尝试的次数在步骤545中被计数。当尝试重启风扇的次数等于阈值（例如，5次尝试重启）时，那么该方法返回步骤540中的待机模式。否则，风扇重新设定为在步骤543中再次打开。当来自风扇的rpm反馈在步骤544中被测量（例如使用风扇rpm传感器384）时，该方法前进到步骤546，在该步骤中确定风扇的电流（可通过电流传感器382测量）是否超出特定时间段。例如，如果电流超过约4A经过约4秒或更多时间，那么电流可确定为超出范围经过一定时间段。如果风扇电流超出可接受范围经过一定时间段，那么该方法继续到步骤540中的待机模式。风扇的超过时间段的测量值允许在确定风扇是否适当运行时当风扇首先打开时风扇电流的初始峰值被忽略。

如果风扇电流没超出可接受范围经过特定时间段，那么该方法前进到步骤547，其中中电压信号被传递，以借助例如驱动器338来控制TED阵列344。在各实施例中，电压信号可是脉冲宽度调制（PWM）信号、线性可变电压信号、或开/关电压信号。因此，在TED阵列344的每个通道中的电流被监测（例如，通道1、2、3和4可分别利用电流传感器362、364、366和368被监测），并且确定监测的电流在步骤548A、548B、548C和548D中是否超出可接受的范围。在一些实施例中，如果电流是大体零或超过约5Arm，那么测量电流可被确定为超出可接受的范围。如果在任何通道中的监测电流被确定为超出可接受的范围，那么该方法前进到在步骤512中的自保护模式，如参考图5F更详细地描述的。如果确定电流处于可接受的范围，该方法继续到步骤549，在该步骤中确定限定的时间段是否已经经过。在一些实施例中，限定时间段可被认为是以分钟计的某一时间段，其是在进入标准温控模式之前饮料冷却模式稳定所必须的。如果限定的时间段被确定没有经过，那么该方法返回步骤547。如果确定限定的时间段已经经过，那么该方法前进到在步骤518中的温控模式，如参考图5C更详细地描述的。

在步骤550进入除霜模式（如图5E中所示）之后，热电冷却系统在步骤551设定冷却控制阀（CCV）关闭。然后，风扇在步骤552中被设定为关闭。此后，第一计时器运行直到计时器在步骤553中到期。在一些实施例中，第一计时器可设定成在5分钟之后到期。在第一计时器到期之后，在步骤554中将温度与阈值下限比较。在一些实施例中，阈值下限可能是与冷冻模式温度设定点接近的冷冻温度，例如-10摄氏度。如果温度不是大约小于或等于阈值下限，那么该方法前进到步骤557以开始除霜操作。如果温度是大约小于或等于阈值下限，那么该方法前进到步骤555，在该步骤中第二计时器运行直到第二计时器到期。第二计时器可能比步骤553的第一计时器更长。例如，在一些实施例中，第二计时器可能设定成在30分钟之后到期，以允许温度自然地进一步升高。在第二计时器到期之后，该方法前进到步骤556，在该步骤中温度与阈值上限比较。在一些实施例中，阈值上限可能是高于阈值下限的冷冻温度，例如-3摄氏度。如果温度不是大约小于或等于阈值上限，那么该方法前进到步骤557以开始除霜操作。否则，如果温度大约小于或等于温度上限，那么在进入除霜模式之前在步骤562中返回之前的模式（例如在图5C进一步描述的温控模式518）。

当该方法前进到步骤557时，利用极性开关328，TED阵列344的DC极性被倒转。此后，在步骤558中，电压信号被传递以例如借助驱动器338控制TED阵列344。在各实施例中，电压信号可是脉冲宽度调制（PWM）信号、线性可变电压信号、或开/关电压信号。在TED阵列344的每个通道中的电流被监测（例如，通道1、2、3和4可分别利用电流传感器362、364、366和368被监测），并且确定被监测的电流在步骤559A、559B、559C和559D中是否超出可接受的范围。在一些实施例中，如果电流是大体零或超过约5Arm，那么测量电流可被确定为超出可接受的范围。如果在任何通道中的监测电流被确定为超出可接受的范围，那么该方法前进到在步骤512中的自保护模式，如参考图5F更详细地描述的。如果确定电流处于可接受的范围，该方法继续到步骤560，在该步骤中确定返回空气的温度是否已经到达预定的除霜完成温度（例如，1摄氏度）或除霜周期是否已经到期（例如，45分钟）。如果确定限定温度已经达到并且确定限定的时间段已经经过，该方法返回步骤558。否则，利用极性开关328，在步骤561中使TED阵列344的DC极性的倒转停用，并且该方法在步骤562中返回之前的模式，如参考图5C更详细地描述的在步骤518中的温控模式。

在自保护模式（在步骤512中进入该模式）过程中，如参考图5F描述的，被检测到的每个故障状态被汇报给主机微控制器。在进入自保护模式之后，在待机状态确定在步骤570中故障是否是可恢复的。如果确定故障是不可恢复的，热电冷却系统在步骤571中被关闭。否则，进行测量值与可接受的值的一系列比较，以确定热电冷却系统是否能恢复恰好在进入自保护模式之前的模式中的操作，如下面描述的。如果确定任何测量值都是可接受的，该方法在步骤570中返回待机模式，以确定故障是否是可恢复的。在步骤572中，确定TED阵列344的TED345-360的热侧温度是否是可接受的。TED的热侧的可接受的温度可大体小于或等于82摄氏度。在步骤573中，确定是否存在所有三相电力。在步骤574中，确定输入热电冷却系统的电压是否是是可接受的。输入的可接受电压可处于约80VAC至180VAC之间。在步骤575中，确定在冷却剂入口（例如，由温度传感器386测量的在冷却剂入口端口150处的液体入口温度）处的丙二醇和水（PGW）的温度是否是可接受的。液体入口温度在小于或等于约-2摄氏度时可能被考虑为是可接受的。在步骤576中，确定TED阵列344中的TED345-360的总电流是否是可接受的。总TED电流在小于约20Arm时可被认为是可接受的。如果在自保护模式中的所有测量值是可接受的，该方法在步骤577中返回到在进入自保护模式之前的热电冷却系统的模式。例如，该方法可返回在步骤507中的待机模式，在步骤519中的冷冻待机模式，在步骤516中的冷冻电压通向TED模式，在步骤530中的温度控制待机模式，在步骤537中的温度控制电压通向TED模式，在步骤540中的饮料冷却待机模式，在步骤547中的饮料冷却电压通向TED模式，或在步骤558中的除霜电压通向TED模式。

图6示出热电装置600的示例性的工作结构。如在图6中所示的，热610被冷侧陶瓷基底605吸收，该基底可与吸收热的热交换器热连接。然后冷侧陶瓷基底605将热传递给与冷侧陶瓷基底605热接触的冷侧铜导体615。经由在N型热电构件625中的电子660，电流被输送到冷侧铜导体615和阳极热侧铜导体620之间，同时经由在P型热电构件635中的孔670，电流被输送到冷侧铜导体615和阴极热侧铜导体630之间。DC电源650从阳极热侧铜导体620、经过N型热电构件625、经过冷侧铜导体615、经过P型热电构件638、到阴极热侧铜导体630，将电压施加到热电装置600上。沿电荷载体运动的方向而不是沿电流流动方向发生热传递。因此，热从冷侧陶瓷基底605经过P型构件635中的孔670被传递到热侧陶瓷基底640，同时热从冷侧陶瓷基底605经过N型构件635中的电子660传递到热侧陶瓷基底640。然后热645从热侧陶瓷基底640不被吸收。由于施加到热电装置600的电流和电压，温差ΔT分别形成在冷侧和热侧陶瓷基底605和640之间。

热电装置600的非常有效的结构是P型和N型热电构件635和625分别彼此电串联但热并联地被布置，如图6中所示的。例如在图6中示出的热电装置600被称为"联接器"。受控的DC电压由DC电源650施加在阳极热侧铜导体620和阴极热侧铜导体630之间，以引起电流流经热电构件。然后根据分别施加在阳极和阴极热侧铜导体620和630之间的电压或电流来控制流经热电构件的电流。热610在电子从P型构件中的低能级到达N型构件中的较高能级时借助电子在冷侧处被吸收。在热侧，热645在电子从高能级移动到较低能级时通过将能量排出到散热器而不被吸收。在图6中示出的两个热侧铜导体620和630与热侧陶瓷基底640热接触。热侧陶瓷基底640可与散热器例如散热器140热接触，以将热从热电构件吸离。在图6中示出的两个陶瓷基底605和640可用作热电装置600的壳体和电绝缘件。

图7示出热电装置的示例性组件。热电冷却系统700可能是热电冷却系统600的实施例。示出的热电装置700是如TELLUREX描述的示例性装置(2011年6月7日访问的www.tellurex.com/technology/design-manual.php)。如所示的，装置700包括夹在冷侧陶瓷基底730和热侧陶瓷基底740之间的N型和P型半导体芯片710和720分别交替的阵列。该装置还包括附连到阳极电线770和阴极电线760的导体片750。装置700在冷侧吸收热780并在热侧不吸收热790。

图8示出热电装置700的示例性视图。热电装置700可能分别是如图6和7中所示的热电装置600或700。如在图7中也示出的，图8中示出的热电装置700是如TELLUREX描述的示例性装置(2011年6月7日访问的www.tellurex.com/technology/design-manual.php)。如图8中所示的，装置700可包括彼此串联地电连接的同时彼此并联地热连接的多个N型半导体芯片710和P型半导体芯片720。最普通类型的热电装置使用分别交替的254个N型和P型热电构件710和720。这种热电装置700可能以低电压和低电流运行，从而使它们在实际应用中是实用的。

图9A和9B示出制冷系统900的示例性视图，该制冷系统包括与液体冷却系统或辅助冷却系统920一起使用的、安装在一个或多个热电装置915的两侧上的热交换器的组合。所示的制冷系统900使用安装在一个或多个TED915的两侧（分别是冷侧和热侧）上的两个热交换器905和910的组合。与TED915相结合，绝热件930也布置在冷侧和热侧之间。空气热交换器905安装在封装件内，在该封装件内，空气利用风扇940在冷却室935内循环。空气热交换器905利用热油脂945热连接到TED915的冷侧。空气热交换器905借助穿孔的内腔壁950与冷却室935的内腔分开，壁950有助于冷的供给空气955从冷侧空气热交换器905流入内腔935而热的返回空气960从内腔935流回冷侧空气热交换器905。冷侧空气热交换器905被冷却到低于冷却室935中的空气的温度，以便当来自冷却室的返回空气960在热交换器905的散热片之间循环时空气热交换器905吸取热。在冷却室内的空气的温度可在一个或多个位置处测量，包括：RT2－冷板或空气热交换器温度,RT3－供给空气温度,和RT4－返回空气温度。

当在控制器985的控制下电流流经TD915时，TED915主动将来自与冷却室935内的空气热连接的冷侧热交换器905的热泵送到热侧。TED915的热侧利用热油脂945与热侧液体散热器910热连接。热侧液体散热器910包括液体通道，来自辅助冷却系统920的冷却液流经液体通道。包括减压阀的快速断开件965可在制冷系统900的冷却液入口970和冷却液出口975处使用。

流经热侧液体散热器910的冷却液受冷却剂控制阀（CCV）980的控制，冷却剂控制阀也可受控制器985或另一控制器控制。TED热侧（热板）的温度在RT1处被测量。排出制冷系统900的冷却液在其返回辅助冷却系统920之前的温度可在RT7处被测量，并且从辅助冷却系统920进入制冷系统900的冷却液的温度可在RT6出被测量。温度测量值可在RT8处的TED控制器处形成，并且热开关990（过热保护器）也可定位在热侧液体散热器910处，以用于安全目的：当热侧过热时，热开关990可致动，并且热电系统可被关闭以进行保护。热侧液体热交换器910利用辅助冷却系统920去除来自冷却室935的热和由TED915的运行产生的热。甚至当TED915没有运行以主动去除由于热电构件的运行产生的来自冷却室935的热时，热侧液体散热器910仍可去除热导体工作产生的从较热的冷侧空气热交换器905经过热侧液体散热器910进入来自辅助冷却系统920的变冷的循环冷却液内的热。

图9B的制冷系统的实施例类似于图9A的制冷系统900的实施例，除了风扇940的不同配置导致在冷却室935中的不同的气流方式。在图9A中，风扇940定位成水平地引导变冷的供给空气955穿过穿孔的内腔壁950进入内腔冷却室935，而较热的返回空气960在经过冷却腔935的底部处穿孔的内腔壁950之后从冷却腔935的底部向上流动进入冷侧空气热交换器905的散热片。变冷的供给空气955的温度在RT3处被测量，在RT3处变冷的供给空气955被测量，在RT3附近变冷的供给空气955离开冷侧空气热交换器905的散热片，并且变热的返回空气960的温度在RT4处被测量，在RT4附近较热的返回空气960返回到冷侧空气热交换器905的散热片。相反，在图9B中，风扇940定位成水平地将热的返回空气960从内腔冷却室935经过穿孔的内腔壁950引导到在冷侧空气热交换器905的中间区域的冷侧空气热交换器905的散热片，同时在经过穿孔的内腔壁950之后冷的供给空气955从冷侧空气热交换器905的散热片向上和向下流到在顶侧和底侧的冷却腔935内。冷的供给空气955的温度在RT3和RT5处被测量，在RT3和RT5附近冷的供给空气955离开冷侧空气热交换器905的散热片，并且热的返回空气960的温度在RT4处被测量，在RT4附近热的返回空气960在到达冷侧空气热交换器905的散热片之前返回风扇940。在各实施例中，风扇940可不同地定位并设置成将空气吹向冷侧空气热交换器905和将空气吹离冷侧空气热交换器905，以便改变在内腔冷却室935中的空气循环模式。

图10示出示例性的冷侧空气冷却组件1000，该组件包括热电装置冷侧空气热交换器1020和风扇1030。在图示的组件中，提供了18个热电模块。该组件包括冷侧空气热交换器风扇组合。在热电装置的热侧，提供液体冷却交换器1010。热界面材料在热交换器和热电模块之间提供有效的热传递。在液体热交换器中使用的冷却液可能是60%丙二醇和水（PGW）的溶液或

热传递液体（商业上可获得的包括全氟的、惰性聚醚）。电源是DC电源。

图11示出示例性辅助冷却系统（SCS）的三种运行模式，饮料冷却器/冷藏机/冷冻机（BCRF）1100。BCRF1100包括TED1120，TED1120将热从在冷却室1110内循环的空气1180借助风扇1170经过空气热交换器1160传递到液体散热器1150。液体散热器1150在阀1140的控制下将热从TED1120传递到流经SCS PGW再循环系统1170的冷却液内。

BCRF1110的三个运行模式是冷冻、饮料冷却和冷藏。在冷冻模式中，TED1120可控制为打开，同时控制冷却液从SCS PGW再循环系统1170的流量的阀1140也被控制为打开。在饮料冷却模式，控制冷却液的流量的阀1140被控制为打开，同时TED1120可控制为仅在初始温度降低过程中是打开的，然后在达到用于饮料冷却模式的稳定状态温度范围之后被控制为关闭。在冷藏模式中，控制冷却液流量的阀1140被控制为打开，同时TED1120可控制为仅在初始温度降低时打开，并且之后在已经达到饮料冷却稳定状态温度范围之后被关闭。风扇1170也可利用脉冲宽度调制（PWM）信号运行。在冷藏模式过程中温度初始降低所需的时间可能是约5分钟，在饮料冷却模式过程中可能是约65分钟，并且在冷冻模式过程中可能是约5分钟。

当TED1120或阀1140在这里表示为"打开"时，也包括利用可变模拟信号值或PWM信号被操作，以便TED1120、阀1140，和/或风扇1170在时间段的一定百分比运行并且在时间段的其余百分比不运行，以便接近可变的模拟信号值。

在整个初始降低时间的过程中，TED1120可不设定成打开。例如，为了在初始降低过程中在65分钟从在饮料冷却模式中约21摄氏度的初始温度获得约8摄氏度的期望温度的饮料瓶，TED1120在第一约35分钟的初始降低过程中运行，并在其余约30分钟的初始降低时被关闭。继续操作TED1120直到饮料瓶获得期望温度可减少初始降低时间。例如，当TED1120在整个初始降低时间的过程中保持打开时，饮料瓶可在初始降低过程中在约40至45分钟从在饮料冷却模式过程中约21摄氏度的初始温度达到约8摄氏度的期望温度。

以较高电压或PWM信号的较大负荷比运行TED1120可减少温度初始降低所需的时间或在冷藏模式、饮料冷却模式和冷冻模式的每一模式中在初始降低过程中在预定时间点降低温度。例如，在冷冻模式过程中以约12Vdc的电压运行TED1120可在约15分钟之后从约24摄氏度的初始温度降低到约-4摄氏度的温度，而24Vdc可导致在15分钟之后到达约-11摄氏度的温度，并且54Vdc可导致在约15分钟之后达到约-18摄氏度的温度。作为另一实例，在冷藏模式过程以约15Vdc的电压运行TED可导致在约5分钟之后从约24摄氏度的温度初始降低达到约7摄氏度的温度，而25Vdc可在约5分钟之后达到约3-4摄氏度的温度。

使用较低温度的冷却剂也可减少温度初始降低所需的时间或在冷藏模式、饮料冷却模式和冷冻模式的每一模式中在初始降低过程中在给定时间点降低温度。例如，在冷冻模式过程中以在约48Vdc的TED电压1.5升每分钟（l/m）的流速使用4摄氏度的温度的冷却剂可导致约15分钟之后从约24摄氏度的初始温度降低到约-10摄氏度的温度，而利用相同速率的、-8摄氏度的温度的冷却剂可导致在约15分钟之后达到约-17至-18摄氏度的温度。

在TED的电力消耗和温度降低时间之间存在平衡。通常，以较高电压运行TED1120减少了温度降低时间，代价是TED1120的电力消耗增大。例如，在冷冻模式的初始温度降低过程中，以约36Vdc运行TED1120在约12分钟获得初始降低到-12摄氏度并且在约22分钟降到-18摄氏度，同时消耗约375W的电力。相反，以约48Vdc运行TED1120获得在约10-11分钟初始降低到-12摄氏度和在约17分钟降低到-18摄氏度，同时消耗约660W的电力。作为另一实例，在饮料冷却模式中初始温度降低过程中，以约36Vdc运行TED1120在约52分钟获得初始降低，同时消耗约350W的电力。相反，以约48Vdc运行TED1120在约45分钟实现初始降低，同时消耗约680W的电力。

图12示出热电装置电力消耗的示例性控制流程图。在步骤1210中，电力控制器控制电力。在步骤1220中，电力控制器确定冷却器电力输入是否大于或等于预设电力值、额定功耗或期望的电力消耗水平。在步骤1230中，如果电力控制器确定冷却器电力输入大于或等于预设电力值、额定功耗或步骤1220中的期望的电力消耗水平，通向TED的有效电压就降低。否则，在步骤1240中，电力控制器确定冷却器温度是否大于或等于预设温度。如果冷却器温度大于或等于预设温度，TED电力在步骤1250中打开。然后，风扇在步骤1260中被关闭。

在各实施例中，TED电力可增大以增大冷却级，或者TED电力可降低，以减小冷却级。因此，如果飞机控制系统检测到TED电力消耗超过电力限制或预算，那么电力控制系统可通过降低PWM切换负荷比或频率而降低有效TED电压输入。另一方面，如果来自飞机系统的电源不能提供足够的电力以操作TED从而获得期望的冷却速度，那么图12的电力控制系统可控制TED以便以较低的电力级和减小的冷却速度运行而不关闭TED，从而保护飞机电力系统不过载。作为实例，如果TED冷却器电力预算是700W（在该电力级TED冷却器提供在10分钟从24摄氏度到达-12摄氏度的冷却），但是飞机电力系统仅能在一段时间提供300w的电力给TED冷却器，TED冷却器可被控制以便以300W的电力运行并提供较低的冷却级，例如在20分钟从24摄氏度到-12摄氏度。这种性能提供超过传统制冷机的技术优点，例如基于蒸气循环制冷系统的制冷机，传统制冷机不能以低于额定级的较低电力消耗水平运行。在这种传统制冷机中，如果电力系统不能提供额定电力级（例如700W），传统冷却器典型地必须被关闭或关机以提供过载保护，因而传统冷却器不能在关闭之后提供任意的冷却级。

图13示出控制热电冷却系统的示例性的方法。热电冷系统可能是制冷系统例如制冷系统900的一部分，并且可能被控制器例如控制器985控制，以冷却与交通工具的辅助冷却系统例如辅助冷却系统920结合的冷却室例如冷却室935。

在步骤1310中，冷却室内的空气循环经过热电冷却系统的空气热交换器。空气热交换器可能是空气热交换器905的实施例。空气热交换器可与热电装置例如TED915的冷侧热连接，以将热从空气传递到热电装置。

在步骤1320中，冷却剂流体在冷却室外循环成与热电冷却系统的散热器热接触。散热器可能是液体散热器910的实施例。散热器可与热电装置的热侧热连接，以将热从热电装置传递到冷却液。冷却剂流体可从辅助冷却系统（例如辅助冷却系统920）循环经过冷却剂回路。与散热器热接触的冷却剂流体的流速可利用冷却剂控制阀控制。

在步骤1330中，循环经过空气热交换器的温度被测量。供给空气955的温度可在RT3或RT5被测量，或者返回空气960的温度可在RT4被测量，如在图9A或9B中所示的。

在步骤1340中，在热电装置的有效电压被控制，以在冷侧和热侧之间产生温差，并根据至少测量温度利用来自电源的电力借助珀尔帖效应将热从冷侧传递到热侧。利用脉冲宽度调制技术可控制电压。在各实施例中，根据一个或多个RT1,RT2,RT3,RT4,RT5,RT6,RT7和RT8的任意组合的温度（如在图9A和9B中所示的）或在制冷系统900的任何温度测量值之间的温差，有效电压也可被至少部分地控制。例如，根据热电装置的热侧（RT1）和冷侧（RT2）之间的温差电压被至少部分地控制。作为另一实例，根据进入（RT6）或离开（RT7）热电冷却系统或制冷系统900的冷却剂流体的温度，电压被至少部分地控制。在其他实施例中，根据热议测量温度随时间在数量上的变化或时间倒数或制冷系统900的任意温度测量值之间的温差，有效电压也可被至少部分地控制。

在步骤1350中，当没有电力从电源提供到所述热电装置时，由于在空气热交换器和与散热器热接触的冷却剂流体之间的温差根据导热效应热借助热电装置将热从空气热交换器传递到散热器。

在步骤1360中，在热电装置上的有效电压被降低，以减小热电装置的电力消耗并在测量温度达到初始温度和目标温度之间的预定触发温度时放缓测量温度接近较低的目标温度的速率，同时测量的温度从初始温度向较低的目标温度降低。

这里描述的控制功能可根据存储在非瞬时存储介质上的软件程序的指令由控制器控制，该程序可被读取并由控制器的处理器执行。软件程序可被写入计算机编程语言（例如，C、C++，等）并且交叉编译，以在控制器的处理器上执行。存储介质的实例包括磁存储介质（例如，软盘、硬盘、或磁带）、光记录介质（例如，CD-ROM或数字多功能盘（DVD））、和电子存储介质（例如，集成电路（IC）、ROM、RAM、EEPROM或闪存）。存储介质也可在联网的计算机系统上分布，以便程序指令以分布的方式被存储和执行。

可根据功能模块构件和各处理步骤来描述实施例。这种功能模块可通过配置成执行特定功能的任意数量的硬件和/或软件构件而实现。例如，实施例可使用各种集成电路构件，例如存储元件、处理元件、逻辑元件、查表法等，这些可在一个或多个微处理器或其他控制装置的控制下执行多个功能。类似地，在这些实施例的元件利用软件编程或软件元件被实施的情况下，这些实施例可利用任何编程或脚本语言（例如C、C++、Java、汇编程序等）被实施，并且利用数据结构、对象、过程、常规元件或其他编程元件的任意组合来实施各种算法。另外，实施例能使用用于电子配置、信号处理和/或控制、数据处理等的任意数量的传统技术。表述"机构"被广泛地使用并且不限于机械或物理实施例，而是包括与处理器结合的软件程序，等。

这里示出和描述的特定实施是实施例的说明性的实例并且不意图以任何方式另外地限定本发明的范围。出于简洁的原因，传统的电子装置、控制系统、软件开发和系统的其他功能方面（和系统的各操作构件的构件）可不详细地描述。另外，提供的各附图中示出的连接线或连接件意图提供示例性的功能关系和/或各元件之间的物理或逻辑连接件。应该注意到很多替代性的或额外的功能关系、物理连接或逻辑连接可设置在实际装置中。这里提供的任何和所有实例或示例性语言（例如"如"）的使用仅是旨在更好地解释本发明并不对本发明的范围形成限制，除非另外声明。另外，没有物品或构件对于本发明的实践是重要的，除非元件特定地描述为"必要的"或"关键的"。

当参考图示描述这些实施例时，所描述的各变型或修改和或特定结构可变为对本领域技术人是明显的。根据实施例的教导所有这些变型、修改或改变（由此，这些教导促进现有技术的发展）被认为落在本发明的精神和范围内。因此，这些描述和附图应该被认为是限定的意义，如应该理解到的本发明绝不限于仅被描述的这些实施例。

应该意识到这里使用的术语"包括"、"包含"和"具有"特别期望被理解为本领域的开放术语。在描述实施例的上下文中（尤其是在如下的权利要求的上下文中）术语"一"、"以及"和"该"的使用的类似表述应该解释为覆盖单数和复数。另外，这里的值的范围的列举只是旨在用作分别涉及每个落入该范围内的单独的值的简写方法，除非这里另有指示，并且每个单独的值结合到本说明书中就像其在这里被单独地引用。最后，这里描述的所有方法的步骤能以任何合适的顺序执行除非这里另有指示或者上下文明显矛盾。

Claims (24)

1.一种热电冷却系统，其包括：

热电装置，其与电源电连接，所述热电装置能操作成利用来自电源的在所述热电装置上产生有效电压的电力借助珀尔帖效应将热从冷侧传递到热侧；

空气热交换器，其与所述热电装置的冷侧相连并能操作成将热从与所述空气热交换器热接触的空气传递到所述热电装置；

散热器，其与所述热电装置的热侧相连并能操作成将热从热侧传递到与所述散热器热接触的冷却剂流体；

温度传感器，其测量流经所述空气热交换器的空气的温度；和

控制器，其根据所述温度传感器的测量值来控制来自电源的电力流向所述热电装置，

其中所述热电冷却系统能操作成由于所述空气热交换器和与所述散热器热接触的冷却剂流体之间的温差根据导热效果借助所述热电装置将热从所述空气热交换器传递到所述散热器。

2.根据权利要求1所述的热电冷却系统，其中所述热电冷却系统能操作成当没有电力从电源提供到所述热电装置时通过由于在所述空气热交换器和与所述散热器热接触的冷却剂流体之间的温差根据导热效应借助所述热电装置将热从所述空气热交换器传递到所述散热器来保持期望的测量温度。

3.根据权利要求1或2所述的热电冷却系统，其中在所述控制器控制所述热电装置以在所述冷侧和所述热侧之间产生温差并且测量的温度从初始温度向较低的目标温度降低的同时，当测量温度到达在初始温度和目标温度之间的预定的触发温度时，所述控制器降低所述热电装置上的有效电压，以减少所述热电装置的电力消耗并且放缓测量温度接近目标温度的速度。

4.根据权利要求1、2或3所述的热电冷却系统，其中所述控制器确定到达当前有效电压运行的所述热电装置的电力输入，并且当到达所述热电装置的电力输入超过期望的电力消耗水平时，减小在所述热电装置上的有效电压，从而与以当前有效电压操作所述热电装置相比减小所述热电装置的电力消耗。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的热电冷却系统，其中所述控制器利用脉冲宽度调制技术控制电力流向所述热电装置。

6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的热电冷却系统，其中根据在冷侧和热侧之间的温差的测量值，所述控制器额外控制电力从所述电源流向所述热电装置。

7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的热电冷却系统，其中根据冷却剂流体的温度的测量值，所述控制器额外控制电力从所述电源流向所述热电装置。

8.根据权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的热电冷却系统，其中所述控制器额外地控制与所述散热器热接触的冷却剂流体的流速。

9.一种与交通工具的辅助冷却系统相连的制冷系统，所述制冷系统包括：

冷却室，其通过与交通工具的辅助冷却系统结合的热电冷却系统被冷却；并且

所述热电冷却系统包括：

热电装置，其与电源电连接，所述热电装置操能作成利用来自电源的在所述热电装置上产生有效电压的电力借助珀尔帖效应将热从冷侧传递到热侧；

空气热交换器，其与所述热电装置的冷侧相连并能操作成将热从与所述空气热交换器热接触的空气传递到所述热电装置；

散热器，其与所述热电装置的热侧相连并能操作成将热从热侧传递到与所述散热器热接触的冷却剂流体；

冷却剂流体回路，其将来自所述辅助冷却系统的冷却剂流体循环成与散热器热接触；

冷却剂控制阀，其控制与所述散热器热接触的冷却剂流体的流速；

温度传感器，其测量流经所述空气热交换器的空气的温度；和

控制器，其根据所述温度传感器的测量值来控制来自电源的电力流向所述热电装置，

其中所述热电冷却系统能操作成由于所述空气热交换器和与所述散热器热接触的冷却剂流体之间的温差根据导热效果借助所述热电装置将热从所述空气热交换器传递到所述散热器。

10.根据权利要求9的所述制冷系统，其中所述热电冷却系统能操作成当没有电力从电源提供到所述热电装置时通过由于在所述空气热交换器和与所述散热器热接触的冷却剂流体之间的温差根据导热效应借助所述热电装置将热从所述空气热交换器传递到所述散热器来保持期望的测量温度。

11.根据权利要求9或10的所述制冷系统，其中在所述控制器控制所述热电装置以在所述冷侧和所述热侧之间产生温差并且测量的温度从初始温度向较低的目标温度降低的同时，当测量温度到达在初始温度和目标温度之间的预定的触发温度时，所述控制器降低所述热电装置上的有效电压，以减少所述热电装置的电力消耗并且放缓测量温度接近目标温度的速度。

12.根据权利要求9、10或11的所述制冷系统，其中所述控制器确定到达当前有效电压运行的所述热电装置的电力输入，并且当到达所述热电装置的电力输入超过期望的电力消耗水平时，减小在所述热电装置上的有效电压，从而与以当前有效电压操作所述热电装置相比减小所述热电装置的电力消耗。

13.根据权利要求9、10、11或12的所述制冷系统，其中所述控制器利用脉冲宽度调制技术控制电力流向所述热电装置。

14.根据权利要求9、10、11、12或13的所述制冷系统，其中所述控制器根据在冷侧和热侧之间的温差的测量值额外地控制电力从电源流向所述热电装置。

15.根据权利要求9、10、11、12、13或14的所述制冷系统，其中控制器根据冷却剂流体的温度的测量值额外地控制电力从电源流向所述热电装置。

16.根据权利要求9、10、11、12、13、14或15的所述制冷系统，其中控制器额外地控制冷却剂控制阀。

17.一种控制热电冷却系统以冷却与交通工具的辅助冷却系统结合的冷却室的方法，所述方法包括：

使在冷却室内的空气循环经过热电冷却系统的空气热交换器，所述空气热交换器与热电装置的冷侧热连接，以将热从空气传递到热电装置；

使冷却室外的冷却剂流体循环而与热电冷却系统的散热器热接触，所述散热器与热电装置的热侧热连接，以将热从热电装置传递到冷却剂流体；

测量循环经过空气热交换器的空气的温度；

控制在热电装置上的有效电压，以产生在冷侧和热侧之间的温差，并根据至少测量温度利用来自电源的电力借助珀尔帖效应将热从冷侧传递到热侧；和

由于在空气热交换器和与散热器热接触的冷却剂流体之间的温差根据导热效应借助热电装置将热从空气热交换器传递到散热器。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括当没有电力从电源提供到热电装置时，通过由于空气热交换器和与散热器热接触的冷却剂流体之间的温差根据导热效应借助热电装置将热从空气热交换器传递到散热器来保持期望的测量温度。

19.根据权利要求17或18所述的方法，还包括降低热电装置上的有效电压，以减小热电装置的电力消耗并在测量温度达到初始温度和目标温度之间的预定触发温度时放缓测量温度接近较低的目标温度的速率，同时测量的温度从初始温度向较低的目标温度降低。

20.根据权利要求17、18或19所述的方法，还包括：

确定到达以当前有效电压运行的所述热电装置的电力输入；和

当输入到热电装置的电力超过期望的电力消耗水平时，减小在所述热电装置上的有效电压，以便与以当前有效电压操作所述热电装置相比减小热电装置的电力消耗。

21.根据权利要求17、18、19或20所述的方法，其中控制在所述热电装置上的有效电压包括利用脉冲宽度调制技术。

22.根据权利要求17、18、19、20或21所述的方法，其中控制在所述热电装置上的有效电源额外地依据在冷侧和热侧之间的温差的测量值。

23.根据权利要求17、18、19、20、21或22所述的方法，其中控制在所述热电装置上的有效电压额外地依据冷却剂流体的温度的测量值。

24.根据权利要求17、18、19、20、21、22或23所述的方法，还包括利用冷却剂控制阀控制与所述散热器热接触的冷却剂流体的流速。

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