CN114739077B - 半导体制冷设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体制冷设备及其控制方法。半导体制冷设备包括储物间室，其控制方法包括：获取储物间室的设定温度、半导体制冷设备所处的环境温度、以及半导体制冷片的冷端温度和热端温度；计算设定温度与冷端温度之间的温度差；根据温度差、环境温度、冷端温度和热端温度确定半导体制冷设备的冷端风机和热端风机的目标占空比；控制冷端风机和热端风机运行按照各自的目标占空比运行。本申请通过调节冷端风机和热端风机的目标占空比，使其转速与实际需求相匹配，更加全面地考虑了影响半导体制冷片制冷效果的几乎所有因素，因此，能够对半导体制冷设备进行更加精确地控温，减小控制误差，提高了用户的使用体验。

Description

半导体制冷设备及其控制方法

技术领域

本发明涉及设备，特别是涉及一种半导体制冷设备及其控制方法。

背景技术

使用半导体制冷酒柜的用户通常为高端消费群体，该群体用户对酒柜要求较高，因此，需要对该酒柜进行精确控制。传统的对酒柜的控制是单一维度且开环的控制系统，其通常的控制方法如下：

(1)采集酒柜的当前温度，并与设定温度对比求得温差

(2)判断温差是否为0，如果不为0，则按照公式△V＝k·△T+b调节设定电压，其中△T为温差，k和b为系数；

(3)随着温差不断减小，供电电压不断降低，直至达到稳定状态；

(4)若间室温度高于设定温度或热端温度高于热端保护温度，则采取停机控制。

传统的控制方法只考虑设定温度和当前温度的温度差，也只修改半导体制冷片的供电电压。这是开环的控制方法，对温度控制来说，难以对温度精确控制，温度难免会低于或高于设定温度，且温度降速不均匀。并且，未考虑热端温度和环境温度对半导体制冷片效率的影响。因此，该控制方法无法精确控温，且温度波动大，能量损耗大。

发明内容

本发明第一方面的一个目的旨在克服现有技术的至少一个缺陷，提供一种能够精确控温的半导体制冷设备的控制方法。

本发明第一方面的一个进一步的目的是提高半导体制冷设备温度控制的精准度。

本发明第二方面的目的是提供一种半导体制冷设备。

根据本发明的第一方面，本发明提供一种半导体制冷设备的控制方法，半导体制冷设备包括用于储存物品的储物间室，所述控制方法包括：

获取所述储物间室的设定温度、所述半导体制冷设备所处的环境温度、以及半导体制冷片的冷端温度和热端温度；

计算所述设定温度与所述冷端温度之间的温度差；

根据所述温度差、所述环境温度、所述冷端温度和所述热端温度确定所述半导体制冷设备的冷端风机和热端风机的目标占空比；

控制所述冷端风机和所述热端风机运行按照各自的目标占空比运行。

可选地，根据所述温度差、所述环境温度、所述冷端温度和所述热端温度确定所述半导体制冷设备的冷端风机和热端风机的目标占空比的步骤包括：

确定所述温度差和所述热端温度在二维坐标系中所处的目标网格；

获取所述目标网格对应的所述冷端风机的目标占空比和所述热端风机的目标占空比；其中

所述二维坐标系是以所述温度差为X轴、以所述热端温度为Y轴建立的，且所述二维坐标系中具有以所述X轴和所述Y轴上的多个区间点为基准而设定的网格，每个所述网格均对应一个相应的所述冷端风机的目标占空比和一个相应的所述热端风机的目标占空比。

可选地，所述Y轴上的区间点包括热端极限温度和低于所述热端极限温度的第一预设热端温度，所述X轴上的区间点包括高于零度的温差极限值；且

当所述热端温度处于零度和所述第一预设热端温度之间、且所述温度差小于所述温差极限值时，所述控制方法包括：

根据所述温度差和所述热端温度所处的区间调整所述冷端风机和所述热端风机的目标占空比；

当所述热端温度处于所述第一预设热端温度和所述热端极限温度之间、且所述温度差小于所述温差极限值时，所述控制方法包括：

获取所述半导体制冷片的实测电压；

若所述半导体制冷片的实测电压为零，则将所述冷端风机的目标占空比调节为0、将所述热端风机的目标占空比均调节为100％；若所述半导体制冷片的实测电压大于零，则根据所述温度差和所述热端温度所处的区间调整所述冷端风机和所述热端风机的目标占空比。

可选地，所述X轴上的区间点还包括低于零度的第一预设温度差；其中

根据所述温度差和所述热端温度所处的区间调整所述热端风机的目标占空比的步骤包括：

当所述温度差小于所述第一预设温度差时，比较所述热端温度、所述环境温度和所述冷端温度之间的大小；

若所述热端温度、所述环境温度和所述冷端温度依次减小，则按照如下公式确定所述热端风机的目标占空比：Dc＝Dc_UN－Kc₁/(T_h－T_c)－Kc₂×(RT－T_h)－Kc₃×(ΔT－ΔT₁)；

若所述热端温度、所述冷端温度和所述环境温度依次减小，则按照如下公式确定所述热端风机的目标占空比：Dc＝Dc_UN－Kc₄/(T_h－T_c)－Kc₅×(RT－T_c)－Kc₆×(ΔT－ΔT₁)；

若所述环境温度、所述热端温度和所述冷端温度依次减小，则按照如下公式确定所述热端风机的目标占空比：Dc＝Dc_UN－Kc₇/(T_h－T_c)－Kc₈×(RT－T_h)－Kc₉×(ΔT－ΔT₁)；其中

Dc表示所述热端风机的目标占空比，Dc_UN为所述热端风机的预设占空比，T_h表示所述热端温度，T_c表示所述冷端温度，RT表示所述半导体制冷设备所处的环境温度，ΔT₁表示所述第一预设温度差，Kc₁、Kc₂、Kc₃、Kc₄、Kc₅、Kc₆、Kc₇、Kc₈、Kc₉均为所述热端风机温度综合补偿系数，且Kc₁、Kc₂、Kc₃、Kc₄、Kc₅、Kc₆、Kc₇、Kc₈、Kc₉互不相同。

可选地，所述X轴上还设有位于所述第一预设温度差与所述温差极限值之间的多个温差区间点，以在所述X轴上形成多个温差区间；且

根据所述温度差和所述热端温度所处的区间调整所述热端风机的目标占空比的步骤还包括：

当所述温度差处于所述第一预设温度差与所述温差极限值之间的任一温差区间时，比较所述热端温度、所述环境温度和所述冷端温度之间的大小；

若所述热端温度、所述环境温度和所述冷端温度依次减小，则按照如下公式确定所述热端风机的目标占空比：Dc＝Dc_UN－Kc₁/(T_h－T_c)－Kc₂×(RT－T_h)－Kc₃×(ΔT－ΔT_i)/(ΔT_a－ΔT_i)；

若所述热端温度、所述冷端温度和所述环境温度依次减小，则按照如下公式确定所述热端风机的目标占空比：Dc＝Dc_UN－Kc₄/(T_h－T_c)－Kc₅×(RT－T_c)－Kc₆×(ΔT－ΔT_i)/(ΔT_a－ΔT_i)；

若所述环境温度、所述热端温度和所述冷端温度依次减小，则按照如下公式确定所述热端风机的目标占空比：Dc＝Dc_UN－Kc₇/(T_h－T_c)－Kc₈×(RT－T_h)－Kc₉×(ΔT－ΔT_i)/(ΔT_a－ΔT_i)；其中

Dc表示所述热端风机的目标占空比，Dc_UN为所述热端风机的预设占空比，T_h表示所述热端温度，T_c表示所述冷端温度，RT表示所述半导体制冷设备所处的环境温度，ΔT_i表示所述温度差所处的温差区间的最小端点值，ΔT_a表示所述温度差所处的温差区间的最大端点值，Kc₁、Kc₂、Kc₃、Kc₄、Kc₅、Kc₆、Kc₇、Kc₈、Kc₉均为所述热端风机温度综合补偿系数，且Kc₁、Kc₂、Kc₃、Kc₄、Kc₅、Kc₆、Kc₇、Kc₈、Kc₉的值互不相同。

可选地，所述Y轴上还设有位于零度和所述第一预设热端温度之间的多个温度区间点，以在所述Y轴上形成多个温度区间；其中

对于所述X轴上相同的温差区间、所述Y轴上不同的温度区间，Dc_UN、Kc₁、Kc₂、Kc₄、Kc₅、Kc₇、Kc₈的取值分别不同；

对于所述Y轴上相同的温度区间、所述X轴上不同的温差区间，Kc₃、Kc₆、Kc₉的取值分别不同。

可选地，所述X轴上还设有位于所述第一预设温度差与所述温差极限值之间的多个温差区间点，以在所述X轴上形成多个温差区间；所述Y轴上还设有位于零度和所述第一预设热端温度之间的多个温度区间点，以在所述Y轴上形成多个温度区间；

根据所述温度差和所述热端温度所处的区间调整所述冷端风机的目标占空比的步骤包括：

比较所述热端温度、所述环境温度和所述冷端温度之间的大小；

若所述热端温度、所述环境温度和所述冷端温度依次减小，则按照如下公式确定所述热端风机的目标占空比：De＝De_UN－Ke₁/(T_h－T_c)－Ke₂×(RT－T_h)－Ke₃×(T_h－T_hi)/(T_ha－T_hi)；

若所述热端温度、所述冷端温度和所述环境温度依次减小，则按照如下公式确定所述热端风机的目标占空比：De＝De_UN－Ke₄/(T_h－T_c)－Ke₅×(RT－T_c)－Ke₆×(T_h－T_hi)/(T_ha－T_hi)；

若所述环境温度、所述热端温度和所述冷端温度依次减小，则按照如下公式确定所述热端风机的目标占空比：De＝De_UN－Ke₇/(T_h－T_c)－Ke₈×(RT－T_h)－Ke₉×(T_h－T_hi)/(T_ha－T_hi)；其中

De表示所述冷端风机的目标占空比，De_UN为所述冷端风机的预设占空比，T_h表示所述热端温度，T_c表示所述冷端温度，RT表示所述半导体制冷设备所处的环境温度，T_hi表示所述热端温度所处的温度区间的最小端点值，T_ha表示所述热端温度所处的温度区间的最大端点值，Ke₁、Ke₂、Ke₃、Ke₄、Ke₅、Ke₆、Ke₇、Ke₈、Ke₉均为所述冷端风机温度综合补偿系数，且Ke₁、Ke₂、Ke₃、Ke₄、Ke₅、Ke₆、Ke₇、Ke₈、Ke₉的值互不相同；且

对于所述X轴上相同的温差区间、所述Y轴上不同的温度区间，Ke₃、Ke₆、Ke₉的取值分别不同；对于所述Y轴上相同的温度区间、所述X轴上不同的温差区间，De_UN、Ke₁、Ke₂、Ke₄、Ke₅、Ke₇、Ke₈的取值分别不同。

可选地，在计算所述设定温度与所述冷端温度之间的温度差之后，所述控制方法还包括：

根据所述温度差、所述热端温度、所述冷端温度和所述环境温度确定半导体制冷片的目标供电电压；

按照所述目标供电电压为所述半导体制冷片供电。

可选地，所述Y轴上的区间点包括热端极限温度，所述X轴上的区间点包括高于零度的温差极限值；且

当所述热端温度高于所述热端极限温度时，将所述冷端风机的目标占空比设置成0、将所述热端风机的目标占空比均设置成100％；当所述温度差高于所述温差极限值时，将所述热端风机的目标占空比设置成0、将所述冷端风机的目标占空比均设置成范围在60％～80％之间的任一定值。

根据本发明的第二方面，本发明还提供一种半导体制冷设备，包括：

温度获取单元，用于获取所述半导体制冷设备所处的环境温度、以及半导体制冷片的冷端温度和热端温度；以及

控制装置，包括存储器和处理器，所述存储器内存储有控制程序，所述控制程序被所述处理器执行时用于实现上述任一方案所述的控制方法。

传统控制方法仅仅对半导体制冷片的供电电压进行单一的调控，然而，本申请的发明人认识到，半导体制冷片的制冷效率再好，在风机转速不匹配的情况下可能也较难达到较好的制冷效果。也就是说，对于整套的制冷系统来说，风机也是影响制冷效果的重要因素。并且，申请人认识到，根据热电材料的塞贝克效应，半导体制冷片的制冷效率不仅仅只与供电电压相关，还与其冷热端的温度有关。并且，半导体制冷设备所处的环境温度较高时，半导体制冷片的热端和环境之间的换热效率较低，这些都是影响半导体制冷片的制冷效率的因素。为此，本申请根据设定温度和半导体制冷片的冷端温度之间的温度差、环境温度以及实测的半导体制冷片的冷端温度和热端温度来确定冷端风机和热端风机的目标占空比，以使得冷端风机和热端风机的转速与实际需求相匹配，更加全面地考虑了影响半导体制冷片制冷效果的几乎所有因素，因此，能够对半导体制冷设备进行更加精确地控温，减小控制误差，提高了用户的使用体验。

进一步地，本申请在考虑了半导体制冷片的冷端温度、热端温度和环境温度之后，进一步以设定温度和半导体制冷片的冷端温度(相当于当前温度)之间的温度差和半导体制冷片的热端温度为轴建立了二维坐标系，以该温度差和热端温度可能所处的范围为基准划分了二维网格，并在每个网格中设定了符合该网格所在区域的特点的冷端风机目标占空比和热端风机占空比，以便于根据计算出的温度差和实测的热端温度快速精确地确定出冷端风机和热端风机的目标占空比。也就是说，本申请考虑了各种不同工况的可能性，并根据不同工况下半导体制冷片的不同运行状态采取不同的控制策略，从而真正实现了有针对性性的精细控制。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的半导体制冷设备的控制方法的示意性流程图；

图2是根据本发明一个实施例的根据温度差、环境温度、冷端温度和热端温度确定冷端风机和热端风机的目标占空比的示意性流程图；

图3是根据本发明一个实施例的以温度差和半导体制冷片的热端温度为轴建立的二维坐标系的示意图；

图4是根据本发明一个实施例的半导体制冷设备的示意性结构框图。

具体实施方式

本发明首先提供一种半导体制冷设备的控制方法，该半导体制冷设备具有用于储存物品的储物间室，且利用半导体制冷片进行制冷，以调节其储物间室的温度。半导体制冷片具有冷端和热端。半导体制冷设备还包括设置在半导体制冷片的冷端处的冷端风机(即蒸发风机)以便于提高冷端与间室之间的换热效率，从而提高制冷效率。半导体制冷设备还包括设置在半导体制冷片的热端处的热端风机(即冷凝风机)以便于提高热端与环境之间的换热效率，从而提高散热效率。

图1是根据本发明一个实施例的半导体制冷设备的控制方法的示意性流程图。本发明的半导体制冷设备的控制方法包括：

步骤S10，获取储物间室的设定温度、半导体制冷设备所处的环境温度、以及半导体制冷片的冷端温度和热端温度。可以理解的是，储物间室的设定温度意指用户设定的储物间室所具有的温度，其可以通过半导体制冷设备的主控装置获得。半导体制冷片的冷端温度可以表示储物间室实测的当前温度。

步骤S20，计算设定温度与冷端温度之间的温度差；可以理解的是，设定温度与冷端温度之间的温度差可以表示储物间室的设定温度与实测当前温度之间的温度差。为了便于描述，在没有特殊说明的情况下，本文中出现的“温度差”均意指设定温度与冷端温度之间的温度差。

步骤S30，根据温度差、环境温度、冷端温度和热端温度确定半导体制冷设备的冷端风机和热端风机的目标占空比；

步骤S40，控制冷端风机和热端风机运行按照各自的目标占空比运行。

申请人认识到，对于整套的制冷系统来说，风机也是影响制冷效果的重要因素。并且，根据热电材料的塞贝克效应，半导体制冷片的制冷效率不仅仅只与供电电压相关，还与其冷热端的温度有关。另外，半导体制冷设备所处的环境温度较高时，半导体制冷片的热端和环境之间的换热效率较低，这些都是影响半导体制冷片的制冷效率的因素。为此，本申请根据设定温度和半导体制冷片的冷端温度之间的温度差、环境温度以及实测的半导体制冷片的冷端温度和热端温度来确定冷端风机和热端风机的目标占空比，以使得冷端风机和热端风机的转速与实际需求相匹配，更加全面地考虑了影响半导体制冷片制冷效果的几乎所有因素，因此，能够对半导体制冷设备进行更加精确地控温，减小控制误差，提高了用户的使用体验。

图2是根据本发明一个实施例的根据温度差、环境温度、冷端温度和热端温度确定冷端风机和热端风机的目标占空比的示意性流程图。在一些实施例中，根据温度差、环境温度、冷端温度和热端温度确定半导体制冷设备的冷端风机和热端风机的目标占空比的步骤S30具体可包括：

步骤S31，确定温度差和热端温度在二维坐标系中所处的目标网格；

步骤S32，获取目标网格对应的冷端风机的目标占空比和热端风机的目标占空比；其中

上述二维坐标系是以温度差为X轴、以热端温度为Y轴建立的，且二维坐标系中具有以X轴和Y轴上的多个区间点为基准而设定的网格，每个网格均对应一个相应的冷端风机的目标占空比和一个相应的热端风机的目标占空比。

本申请在考虑了半导体制冷片的冷端温度、热端温度和环境温度之后，进一步以设定温度和半导体制冷片的冷端温度(相当于当前温度)之间的温度差和半导体制冷片的热端温度为轴建立了二维坐标系，以该温度差和热端温度可能所处的范围为基准划分了二维网格，并在每个网格中设定了符合该网格所在区域的特点的冷端风机目标占空比和热端风机占空比，以便于根据计算出的温度差和实测的热端温度快速精确地确定出冷端风机和热端风机的目标占空比。也就是说，本申请考虑了各种不同工况的可能性，并根据不同工况下半导体制冷片的不同运行状态采取不同的控制策略，从而真正实现了有针对性性的精细控制。

图3是根据本发明一个实施例的以温度差和半导体制冷片的热端温度为轴建立的二维坐标系的示意图。在一些实施例中，Y轴上的区间点包括热端极限温度Th_Max，X轴上的区间点包括高于零度的温差极限值ΔT_Max。

当实测的热端温度高于热端极限温度Th_Max时，将冷端风机的目标占空比设置成0、将热端风机的目标占空比均设置成100％。当计算出的温度差高于温差极限值ΔT_Max时，将热端风机的目标占空比设置成0、将冷端风机的目标占空比均设置成范围在60％～80％之间的任一定值。

在正常的情况下，半导体制冷片的热端温度不会超过热端极限温度Th_Max。当实测的热端温度过高时，例如高于热端极限温度Th_Max时，半导体制冷片可能出现故障，半导体制冷片长时间运行在该温度区间，可能损坏半导体制冷片。为此，需要将半导体制冷片的供电电压设置为零，以停止其继续工作，从而防止半导体制冷片故障时强制运行导致不必要的风险。同时，冷端风机没有必要继续运行，而热端风机需要以最高的目标占空比运行，以提高散热效率，尽快地对热端进行散热，防止其长时间温度过高而烧坏。

同样地，在半导体制冷片的正常控制状态下，计算出的温度差并不会高于温差极限值ΔT_Max，如果计算出的温度差高于温差极限值ΔT_Max，说明储物间室内的温度过低，可能是半导体制冷片发生了故障，此时需要将半导体制冷片的供电电压设置为零，以停止其继续工作，从而防止半导体制冷片故障时强制运行导致不必要的风险。同时，热端风机没有必要继续运行，而将冷端风机以范围在60％～80％之间的较高占空比运行，可以加速间室与环境之间的热交换，以适当提高间室温度。同时，冷端风机的占空比又不至于太大而产生较大的噪音。此时，冷端风机的占空比例如可优选70％。

在一些实施例中，Y轴上的区间点包括热端极限温度Th_Max和低于热端极限温度的第一预设热端温度Th₁，X轴上的区间点包括高于零度的温差极限值ΔT_Max。

当实测的热端温度处于零度和第一预设热端温度Th₁之间、且计算出的温度差小于温差极限值ΔT_Max时，本发明的控制方法包括：则根据温度差和热端温度所处的区间调整冷端风机和热端风机的目标占空比；

在实测的热端温度处于第一预设热端温度Th₁和热端极限温度Th_Max之间、且温度差小于温差极限值ΔT_Max时，本发明的控制方法包括：

获取半导体制冷片的实测电压；

若半导体制冷片的实测电压为零，则将冷端风机的目标占空比调节为0、将热端风机的目标占空比均调节为100％；若半导体制冷片的实测电压大于零，则根据温度差和热端温度所处的区间调整冷端风机和热端风机的目标占空比。

由于热端温度处于第一预设热端温度Th₁和热端极限温度Th_Max之间的区域可能存在两种情况，一种是由热端温度高于热端极限温度的故障保护区转换而来，另一种是由热端温度低于第一预设热端温度的正常情况转换而来。对于这两种不同的情况需要采用不同的控制策略来确定冷端风机和热端风机的目标占空比，既能够取得较好的控温效果，又能够保护半导体制冷片。为此，本申请首先根据半导体制冷片的实测电压是否为零来判断属于哪种情况。若实测电压为零，说明该区域是由故障保护区转换而来，此时为防止给半导体制冷片供电后导致其热端温度突升，需要继续保持半导体制冷片的供电电压为零，同时保持冷端风机的目标占空比为0、热端风机的目标占空比为100％；若实测供电不为零，说明该区域是由其他正常区域转换而来，可根据温度差所处的区间调整冷端风机和热端风机的目标占空比、以及半导体制冷片的设定供电电压。

可以理解的是，热端风机的目标占空比的确认和调整与冷端风机的目标占空比的确认和调整是相互独立的。下面首先介绍热端风机的具体调节方法。

在一些实施例中，X轴上的区间点还包括低于零度的第一预设温度差ΔT₁；且根据温度差和热端温度所处的区间调整热端风机的目标占空比的步骤包括：

当温度差小于第一预设温度差时，比较热端温度、环境温度和冷端温度之间的大小；

若热端温度、环境温度和冷端温度依次减小，则按照如下公式确定热端风机的目标占空比：Dc＝Dc_UN－Kc₁/(T_h－T_c)－Kc₂×(RT－T_h)－Kc₃×(ΔT－ΔT₁)；

若热端温度、冷端温度和环境温度依次减小，则按照如下公式确定热端风机的目标占空比：Dc＝Dc_UN－Kc₄/(T_h－T_c)－Kc₅×(RT－T_c)－Kc₆×(ΔT－ΔT₁)；

若环境温度、热端温度和冷端温度依次减小，则按照如下公式确定热端风机的目标占空比：Dc＝Dc_UN－Kc₇/(T_h－T_c)－Kc₈×(RT－T_h)－Kc₉×(ΔT－ΔT₁)；其中

Dc表示热端风机的目标占空比，Dc_UN为热端风机的预设占空比，T_h表示半导体制冷片的热端温度，T_c表示半导体制冷片的冷端温度，RT表示半导体制冷设备所处的环境温度，ΔT₁表示第一预设温度差，Kc₁、Kc₂、Kc₃、Kc₄、Kc₅、Kc₆、Kc₇、Kc₈、Kc₉均为热端风机温度综合补偿系数，且Kc₁、Kc₂、Kc₃、Kc₄、Kc₅、Kc₆、Kc₇、Kc₈、Kc₉互不相同。

具体地，当热端温度小于热端极限温度Th_Max时存在环境温度大于热端温度的情况，所以在选择具体的控制策略之前，需要先比较热端温度、冷端温度与环境温度之间的大小关系。当环境温度小于热端温度而大于冷端温度时，环境温度处于相对较高的中等水平，因此热端风机的转速也优选处于中等水平。此时采用公式Dc＝Dc_UN－Kc₁/(T_h－T_c)－Kc₂×(RT－T_h)－Kc₃×(ΔT－ΔT₁)来确认热端风机的目标占空比。其中，在其他参数不变的情况下，当环境温度与热端温度之间的温差越大，热端风机的目标占空比越小；当热端温度和冷端温度之间的温差越小，热端风机的目标占空比越大；当计算出的温差值越接近第一预设温度差，热端风机的目标占空比越大。

当环境温度低于冷端温度时，环境温度相对较低，设备的保温性较好，不需要较强的制冷效果，因此，可适当地降低热端风机转速。此时采用公式Dc＝Dc_UN－Kc₄/(T_h－T_c)－Kc₅×(RT－T_c)－Kc₆×(ΔT－ΔT₁)来确定热端风机的目标占空比。其中，在其他参数不变的情况下，当环境温度与冷端温度之间的温差越大，热端风机的目标占空比越小；当热端温度和冷端温度之间的温差越小，热端风机的目标占空比越大；当计算出的温差值越接近第一预设温度差，热端风机的目标占空比越大。

当环境温度高于热端温度时，环境温度比较高，此时热端与环境之间的热交换相对较弱，因此半导体制冷片的制冷效果较差，需要热端风机以较高的占空比运行，以加强热交换从而加强制冷效果。此时采用公式Dc＝Dc_UN－Kc₇/(T_h－T_c)－Kc₈×(RT－T_h)－Kc₉×(ΔT－ΔT₁)来确定热端风机的目标占空比。该公式与环境温度低于热端温度且高于冷端温度时的公式类似，不同的是，两个公式中的三个热端温度综合补偿系数不同。

在一些实施例中，X轴上还设有位于第一预设温度差与温差极限值之间的多个温差区间点，以在X轴上形成多个温差区间，从而便于更加精细地控制热端风机的占空比。

进一步地，根据温度差和热端温度所处的区间调整热端风机的目标占空比的步骤还包括：

当温度差处于第一预设温度差与温差极限值之间的任一温差区间时，比较热端温度、环境温度和冷端温度之间的大小；

若热端温度、环境温度和冷端温度依次减小，则按照如下公式确定热端风机的目标占空比：Dc＝Dc_UN－Kc₁/(T_h－T_c)－Kc₂×(RT－T_h)－Kc₃×(ΔT－ΔT_i)/(ΔT_a－ΔT_i)；

若热端温度、冷端温度和环境温度依次减小，则按照如下公式确定热端风机的目标占空比：Dc＝Dc_UN－Kc₄/(T_h－T_c)－Kc₅×(RT－T_c)－Kc₆×(ΔT－ΔT_i)/(ΔT_a－ΔT_i)；

若环境温度、热端温度和冷端温度依次减小，则按照如下公式确定热端风机的目标占空比：Dc＝Dc_UN－Kc₇/(T_h－T_c)－Kc₈×(RT－T_h)－Kc₉×(ΔT－ΔT_i)/(ΔT_a－ΔT_i)；其中

Dc表示热端风机的目标占空比，Dc_UN为热端风机的预设占空比，T_h表示热端温度，T_c表示冷端温度，RT表示半导体制冷设备所处的环境温度，ΔT_i表示温度差所处的温差区间的最小端点值，ΔT_a表示温度差所处的温差区间的最大端点值，Kc₁、Kc₂、Kc₃、Kc₄、Kc₅、Kc₆、Kc₇、Kc₈、Kc₉均为热端风机温度综合补偿系数，且Kc₁、Kc₂、Kc₃、Kc₄、Kc₅、Kc₆、Kc₇、Kc₈、Kc₉的值互不相同。

同样地，当温度差处于第一预设温度差与温差极限值之间的任一温差区间时，同样存在环境温度大于热端温度的情况，所以在选择具体的控制策略之前，需要先比较热端温度、冷端温度与环境温度之间的大小关系。当温度差处于第一预设温度差与温差极限值之间的任一温差区间时对应每种热端温度、冷端温度与环境温度之间的大小关系的热端风机目标占空比的计算公式与温度差小于第一预设温度差时对应每种热端温度、冷端温度与环境温度之间的大小关系的热端风机目标占空比的计算公式类似，不同的是，与热端风机温度综合补偿系数Kc₃、Kc₆、Kc₉对应的公式中的最后一项有所不同。因此，两种情况下的公式的前半部分相似，相似之处这里不再赘述。除相似之处以外，当温度差处于第一预设温度差与温差极限值之间的任一温差区间时，热端风机目标占空比还与温度差所在温差区间的两个端点值直接相关。温差值越接近其所在温差区间的最大端点值，热端风机的目标占空比越大；温差值越接近其所在温差区间的最小端点值，热端风机的目标占空比越小。

在一些实施例中，Y轴上还设有位于零度和第一预设热端温度之间的多个温度区间点，以在Y轴上形成多个温度区间，从而便于更加精细地控制热端风机的占空比。进一步地，对于X轴上相同的温差区间、Y轴上不同的温度区间，Dc_UN、Kc₁、Kc₂、Kc₄、Kc₅、Kc₇、Kc₈的取值分别不同，例如，Y轴上的温度区间所在的温区温度越高，Dc_UN的取值越大；对于Y轴上相同的温度区间、X轴上不同的温差区间，Kc₃、Kc₆、Kc₉的取值分别不同。

具体地，在一些实施例中，X轴上的区间点还可包括高于第一预设温度差ΔT₁且小于零度的第二预设温度差ΔT₂、以及高于零度且小于温差极限值ΔT_Max的第三预设温度差ΔT₃。Y轴上的区间点还可包括低于第一预设热端温度Th₁的第二预设热端温度Th₂、低于第二预设热端温度Th₂且大于零度的第三预设热端温度Th₃。

在温差值所处的温差区间相同的情况下，当实测的热端温度分别处于第一预设热端温度Th₁与热端极限温度Th_Max之间的温度区间、第二预设热端温度Th₂与第一预设热端温度Th₁之间的温度区间、第三预设热端温度Th₃与第二预设热端温度Th₂之间的温度区间、以及零与第三预设热端温度Th₃之间的温度区间时，Dc_UN可以分别取热端风机的最大预设占空比Dc_Max、第一预设占空比Dc_H、第二预设占空比Dc_M、第三预设占空比Dc_L、最小预设占空比Dc_Min的值，其中，Dc_Max＞Dc_H＞Dc_M＞Dc_L＞Dc_Min。

当实测的热端温度所处的温度区间相同的情况下，当计算出的温度差分别处于小于第一预设温度差ΔT₁的温差区间、第一预设温度差ΔT₁和第二预设温度差ΔT₂之间的温差区间、第二预设温度差ΔT₂和零之间的温差区间、零和第三预设温度差ΔT₃之间的温差区间、第三预设温度差ΔT₃和温差极限值ΔT_Max之间的温差区间时，Kc₃的取值依次减小；同理，Kc₆、Kc₉的取值均依次减小。

下面再介绍冷端风机的具体调节方法。

在一些实施例中，X轴上还设有位于第一预设温度差ΔT₁与温差极限值ΔT_Max之间的多个温差区间点，以在X轴上形成多个温差区间；Y轴上还设有位于零度和第一预设热端温度Th₁之间的多个温度区间点，以在Y轴上形成多个温度区间，从而便于更加精细地控制冷端风机的占空比。

根据温度差和热端温度所处的区间调整冷端风机的目标占空比的步骤包括：

比较热端温度、环境温度和冷端温度之间的大小；

若热端温度、环境温度和冷端温度依次减小，则按照如下公式确定热端风机的目标占空比：De＝De_UN－Ke₁/(T_h－T_c)－Ke₂×(RT－T_h)－Ke₃×(T_h－T_hi)/(T_ha－T_hi)；

若热端温度、冷端温度和环境温度依次减小，则按照如下公式确定热端风机的目标占空比：De＝De_UN－Ke₄/(T_h－T_c)－Ke₅×(RT－T_c)－Ke₆×(T_h－T_hi)/(T_ha－T_hi)；

若环境温度、热端温度和冷端温度依次减小，则按照如下公式确定热端风机的目标占空比：De＝De_UN－Ke₇/(T_h－T_c)－Ke₈×(RT－T_h)－Ke₉×(T_h－T_hi)/(T_ha－T_hi)；其中

De表示冷端风机的目标占空比，De_UN为冷端风机的预设占空比，T_h表示热端温度，T_c表示冷端温度，RT表示半导体制冷设备所处的环境温度，T_hi表示热端温度所处的温度区间的最小端点值，T_ha表示热端温度所处的温度区间的最大端点值，Ke₁、Ke₂、Ke₃、Ke₄、Ke₅、Ke₆、Ke₇、Ke₈、Ke₉均为冷端风机温度综合补偿系数，且Ke₁、Ke₂、Ke₃、Ke₄、Ke₅、Ke₆、Ke₇、Ke₈、Ke₉的值互不相同。

当热端温度小于热端极限温度Th_Max时存在环境温度大于热端温度的情况，所以在选择具体的控制策略之前，需要先比较热端温度、冷端温度与环境温度之间的大小关系。当环境温度小于热端温度而大于冷端温度时，环境温度处于相对较高的中等水平，因此冷端风机的转速也优选处于中等水平。此时采用公式De＝De_UN－Ke₁/(T_h－T_c)－Ke₂×(RT－T_h)－Ke₃×(T_h－T_hi)/(T_ha－T_hi)来确认冷端风机的目标占空比。其中，在其他参数不变的情况下，当环境温度与热端温度之间的温差越大，冷端风机的目标占空比越小；当热端温度和冷端温度之间的温差越小，冷端风机的目标占空比越大；当热端温度越接近其所处温度区间的最大端点值，冷端风机的目标占空比越大；当热端温度越接近其所处温度区间的最小端点值，冷端风机的目标占空比越小。

当环境温度低于冷端温度时，环境温度相对较低，半导体制冷设备的保温性较好，不需要较强的制冷效果，因此，可适当地降低冷端风机转速。此时采用公式De＝De_UN－Ke₄/(T_h－T_c)－Ke₅×(RT－T_c)－Ke₆×(T_h－T_hi)/(T_ha－T_hi)来确定冷端风机的目标占空比。其中，在其他参数不变的情况下，当环境温度与冷端温度之间的温差越大，冷端风机的目标占空比越小；当热端温度和冷端温度之间的温差越小，热端风机的目标占空比越大；当热端温度越接近其所处温度区间的最大端点值，冷端风机的目标占空比越大；当热端温度越接近其所处温度区间的最小端点值，冷端风机的目标占空比越小。

当环境温度高于热端温度时，环境温度比较高，此时热端与环境之间的热交换相对较弱，因此半导体制冷片的制冷效果较差，需要冷端风机以较高的占空比运行，以加强热交换从而加强制冷效果。此时采用公式De＝De_UN－Ke₇/(T_h－T_c)－Ke₈×(RT－T_h)－Ke₉×(T_h－T_hi)/(T_ha－T_hi)来确定冷端风机的目标占空比。该公式与环境温度低于热端温度且高于冷端温度时的公式类似，不同的是，两个公式中的三个冷端温度综合补偿系数不同。

进一步地，对于X轴上相同的温差区间、Y轴上不同的温度区间，Ke₃、Ke₆、Ke₉的取值分别不同；对于Y轴上相同的温度区间、X轴上不同的温差区间，De_UN、Ke₁、Ke₂、Ke₄、Ke₅、Ke₇、Ke₈的取值分别不同，例如，X轴上的温差区间所在的温差温度越高，De_UN的取值越小。

具体地，在一些实施例中，X轴上的区间点还可包括高于第一预设温度差ΔT₁且小于零度的第二预设温度差ΔT₂、以及高于零度且小于温差极限值ΔT_Max的第三预设温度差ΔT₃。Y轴上的区间点还可包括低于第一预设热端温度Th₁的第二预设热端温度Th₂、低于第二预设热端温度Th₂且大于零度的第三预设热端温度Th₃。

当实测的热端温度所处的温度区间相同的情况下，当计算出的温度差分别处于小于第一预设温度差ΔT₁的温差区间、第一预设温度差ΔT₁和第二预设温度差ΔT₂之间的温差区间、第二预设温度差ΔT₂和零之间的温差区间、零和第三预设温度差ΔT₃之间的温差区间、第三预设温度差ΔT₃和温差极限值ΔT_Max之间的温差区间时，De_UN可以分别取热端风机的最大预设占空比De_Max、第一预设占空比De_H、第二预设占空比De_M、第三预设占空比De_L、最小预设占空比De_Min的值，其中，De_Max＞De_H＞De_M＞De_L＞De_Min。

可以理解的是，Th₁、Th₂、Th₃、Th_Max、ΔT₁、ΔT₂、ΔT₃、ΔT_Max均可以根据试验来调节设定，Kc₁、Kc₂、Kc₃、Kc₄、Kc₅、Kc₆、Kc₇、Kc₈、Kc₉、Ke₁、Ke₂、Ke₃、Ke₄、Ke₅、Ke₆、Ke₇、Ke₈、Ke₉、Dc_UN、De_UN等系数均可以在调试实验中测得。

在一些实施例中，在计算设定温度与冷端温度之间的温度差之后，本发明的控制方法还包括：

根据温度差、热端温度、冷端温度和环境温度确定半导体制冷片的目标供电电压；

按照目标供电电压为半导体制冷片供电。

也就是说，本申请在根据温度差、热端温度、冷端温度和环境温度调节冷端风机和热端风机的占空比的同时，还调节半导体制冷片的供电电压。这是因为半导体制冷片的制冷效率与其供电电压密切相关。并且申请人认识到，根据热电材料的塞贝克效应，半导体制冷片的制冷效率还与其冷热端的温度有关。为此，本申请的半导体制冷设备控制方法不但考虑了设定温度和半导体制冷片的冷端温度之间的温度差，而且还同时考虑了半导体制冷片的冷端温度、热端温度和环境温度，并以此调节冷端风机和热端风机的占空比、以及半导体制冷片的供电电压，全面地覆盖了影响半导体制冷片制冷效率的几乎所有因素，因此，能够对半导体制冷设备进行更加精确地控温，减小控制误差，提高了用户的使用体验。

进一步地，当建立了上述二维坐标系后，且在确定温度差和热端温度在二维坐标系中所处的目标网格的步骤之后，本发明的控制方法还包括：

获取目标网格对应的半导体制冷片的设定供电电压。

也就是说，本申请进一步的实施例中不但在每个网格中设定了符合该网格所在区域特点的冷端风机占空比和热端风机占空比，而且还设定了覆盖该网格所在区域特点的设定供电电压，在根据计算出的温度差和实测的热端温度快速精确地确定出冷端风机的目标占空比和热端风机的目标占空比的同时，还能够确定半导体制冷片的设定供电电压，从而同时确定了各种不同工况下能够影响半导体制冷机柜制冷效果的多个参数，提高了多角度有针对性的精细控制。

下面介绍半导体制冷片的设定供电电压的具体确定方法。

在一些实施例中，在实测的热端温度处于第一预设热端温度Th₁和热端极限温度Th_Max之间时，本发明的控制方法包括：

若温度差小于第一预设温度差ΔT₁，则按照如下公式确定半导体制冷片的设定供电电压：U＝V_Max－Kc_Max×D；

若温度差处于第一预设温度差ΔT₁和零度之间，则按照如下公式确定半导体制冷片的设定供电电压：U＝Kp×ΔT+b－Kc_Max×D；

若温度差处于零度和温差极限值ΔT_Max之间，则按照如下公式确定半导体制冷片的设定供电电压：U＝Kp×ΔT+b－Kc_Max×D－Kd×dT/dt；其中

D＝(T_h－T_c)/(T_h－RT)；

U表示半导体制冷片的设定供电电压，V_Max表示半导体制冷片的最大供电电压，T_h表示半导体制冷片的热端温度，T_c表示半导体制冷片的冷端温度，RT表示半导体制冷设备所处的环境温度，Kp为比例系数，b为电压补偿系数，ΔT为实测的温度差，Kc_Max为最大热端补偿系数，dT/dt为实测温度随时间的变化率，Kd为实测温度随时间的变化率的补偿系数。

具体地，当温度差小于第一预设温度差ΔT₁时，U＝V_Max－Kc_Max×D，D＝(T_h－T_c)/(T_h－RT)。对于D来说，因为T_h＞T_c，若RT＜T_c＜T_h，则D小于1，T_h越大，D越小，设定供电电压U越小。根据半导体制冷设备的日常工作环境，RT应该大于T_c，所以当RT＜T_c时，可认为T_c太高，制冷效果较差，应当增大半导体制冷片的设定供电电压U。若T_c＜RT＜T_h，则D大于1，T_h越大，D越大，设定供电电压U越小。根据半导体制冷设备的日常工作环境，RT应该大于T_c，因此此时，半导体制冷片的冷热端温差越大，制冷效果越好。在制冷效果较好的前提下，可适当降低半导体制冷片的设定供电电压，以放置其电压过高导致其热端过热。

当温度差处于第一预设温度差ΔT₁和零度之间时，U＝Kp×ΔT+b－Kc_Max×D，D＝(T_h－T_c)/(T_h－RT)。其中，Kp×ΔT为根据温度差进行电压PID调节，Kc_Max×D为根据冷端温度、热端温度和环境温度进行电压调节，最终的设定供电电压为两个调节共同作用的结果，该结果不但考虑了传统方法中的温度差，而且还考虑了冷端温度、热端温度和环境温度，因此能够将半导体制冷片的供电电压限制在合理的范围内。

当温度差处于零度和温差极限值ΔT_Max之间时，也就是说，当设定温度高于冷端温度时，传统的控制方法是使半导体制冷片的供电电压为零，也就是使得半导体制冷片停机。然而，这难免会造成冷热交换不均衡的现象，加速了设备内冷量的流失，不但造成能量的浪费、功耗的提高，而且还会使半导体制冷片频繁地开关机，提高了故障发生的概率，缩短了半导体制冷片的使用寿命。为此，本申请的控制方法中，当设定温度高于冷端温度时，令U＝Kp×ΔT+b－KcMax×D－Kd×dT/dt。相比于温度差处于第一预设温度差ΔT1和零度之间的正常情况，该计算公式中多个Kd×dT/dt，即该计算公式中考虑了温度随时间的变化率。因为此时，储物间室内的实际温度(即冷端温度)已经达到了设定温度，控制的目标希望储物间室内温度能稳定，而不是一味的降低。所以，通过检测储物间室内的温度变化率来检测温度是否稳定，如果温度稳定，则dT/dt为0，否则dT/dt大于0，则相应的供电电压减小。加入温度变化率的补偿项是较大的改进，极大的改进了传统的控制方法在温度达到设定温度后关机的弊端。同时，因温度变化率是动态变化的，该控制可实现冷热转换的动态平衡，维持一个相对的稳定状态，没有多余的热交换，避免能量浪费，降低了能耗。

在一些实施例中，当热端温度小于第一预设热端温度Th₁、且温度差小于第一预设温度差ΔT₁时，本发明的控制方法包括：

判断热端温度是否大于环境温度；

若热端温度大于环境温度，则按照如下公式确定半导体制冷片的设定供电电压：U＝V_Max－Kc×D；若热端温度小于等于环境温度，则按照如下公式确定半导体制冷片的设定供电电压：U＝V_Max－Kc×E×Ko。其中，D＝(T_h－T_c)/(T_h－RT)；E＝T_h－T_c；且U表示半导体制冷片的设定供电电压，V_Max表示半导体制冷片的最大供电电压，T_h表示半导体制冷片的热端温度，T_c表示半导体制冷片的冷端温度，RT表示半导体制冷设备所处的环境温度，Kc表示热端补偿系数，Ko表示环温补偿系数。

具体地，当热端温度小于第一预设热端温度Th₁时存在环境温度大于热端温度的情况，所以在选择具体的控制策略之前，需要先比较热端温度与环境温度之间的大小关系。如果环境温度小于热端温度，环境温度对热端温度的散热影响不大，此时半导体制冷片的设定供电电压的计算公式为：U＝V_Max－Kc×D，也就是与热端温度处于第一预设热端温度Th₁和热端极限温度Th_Max之间的设定供电电压的计算公式类似，不同的是热端补偿系数的取值不同。如果环境温度大于热端温度，此时环境温度较高，热端与环境之间的热交换相对较弱，因此半导体制冷片的制冷效果较差，需要考虑环境温度补偿。此时半导体制冷片的设定供电电压的计算公式为：U＝V_Max－Kc×E×Ko，一般情况下，E×Ko小于D，设定供电电压U相对较大，能够提供更高的制冷效率，以弥补在环境温度较高的情况下制冷效果较差的问题。

在一些实施例中，当热端温度小于第一预设热端温度Th₁、且温度差处于第一预设温度差ΔT₁和零度之间时，本发明的控制方法包括：

判断热端温度是否大于环境温度；

若热端温度大于环境温度，则按照如下公式确定半导体制冷片的设定供电电压：U＝Kp×ΔT+b－Kc×D；若热端温度小于等于环境温度，则按照如下公式确定半导体制冷片的设定供电电压：U＝Kp×ΔT+b－Kc×E×Ko。其中，D＝(T_h－T_c)/(T_h－RT)；E＝T_h－T_c；且U表示半导体制冷片的设定供电电压，ΔT为温度差，T_h表示半导体制冷片的热端温度，T_c表示半导体制冷片的冷端温度，RT表示半导体制冷设备所处的环境温度，Kc表示热端补偿系数，Ko表示环温补偿系数。

该实施例与上一实施例的热端温度所处区间相同，仅温度差所处区间不同，因此，该实施例同样存在环境温度大于热端温度的情况，所以在选择具体的控制策略之前，同样需要先比较热端温度与环境温度之间的大小关系。因此，该实施例与上一实施例的部分内容类同，这里不再赘述。同样地，该实施例同样包含Kp×ΔT和Kc×D这两个方面的调节，最终的设定供电电压为两个调节共同作用的结果，该结果不但考虑了传统方法中的温度差，而且还考虑了冷端温度、热端温度和环境温度，因此能够将半导体制冷片的供电电压限制在合理的范围内。

在一些实施例中，当热端温度小于第一预设热端温度Th₁、且温度差处于零度和温差极限值ΔT_Max之间时，本发明的控制方法包括：

判断热端温度是否大于环境温度；

若热端温度大于环境温度，则按照如下公式确定半导体制冷片的设定供电电压：U＝Kp×ΔT+b－Kc×D－Kd×dT/dt；若热端温度小于等于环境温度，则按照如下公式确定半导体制冷片的设定供电电压：U＝Kp×ΔT+b－Kc×E×Ko－Kd×dT/dt；其中，D＝(T_h－T_c)/(T_h－RT)；E＝T_h－T_c；且

U表示半导体制冷片的设定供电电压，V_Max表示半导体制冷片的最大供电电压，T_h表示半导体制冷片的热端温度，T_c表示半导体制冷片的冷端温度，RT表示半导体制冷设备所处的环境温度，Kc表示热端补偿系数，Ko表示环温补偿系数，Kp为比例系数，b为电压补偿系数，ΔT为温度差，dT/dt为实测温度随时间的变化率，Kd为实测温度随时间的变化率的补偿系数。

该实施例与上一实施例的热端温度所处区间相同，仅温度差所处区间不同，因此，该实施例同样存在环境温度大于热端温度的情况，所以在选择具体的控制策略之前，同样需要先比较热端温度与环境温度之间的大小关系。因此，该实施例与上一实施例的部分内容类同，这里不再赘述。同样地，当设定温度高于冷端温度时，考虑了温度随时间的变化率，这一内容与前面相关实施例类似，这里不再赘述。

在一些实施例中，本发明的半导体制冷设备的控制方法尤其适用于容量在400L以上的大容量半导体固态制冷酒柜，这类酒柜空间较大，采用单一的一维开环控制方法无法满足其高性能要求。而本申请的控制方法精度较高、控制精细，非常适用于大容量半导体固态制冷酒柜。

本发明还提供一种半导体制冷设备，图4是根据本发明一个实施例的半导体制冷设备的示意性结构框图。本发明的半导体制冷设备1包括温度获取单元10和控制装置20。温度获取单元10用于获取半导体制冷设备所处的环境温度、以及半导体制冷片的冷端温度和热端温度。具体地，温度获取单元10可以包括设置在半导体制冷设备各处的温度传感器。控制装置20包括存储器21和处理器22，存储器21内存储有控制程序23，控制程序23被处理器22执行时用于实现上述任一实施例所描述的控制方法。处理器22可以是一个中央处理单元(central processing unit，简称CPU)，或者为数字处理单元等等。处理器22通过通信接口收发数据。存储器21用于存储处理器22执行的程序。存储器21是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何介质，也可以是多个存储器的组合。上述控制程序23可以从计算机可读存储介质下载到相应计算/处理设备或者经由网络(例如因特网、局域网、广域网和/或无线网络)下载到计算机或外部存储设备。

具体地，本发明的半导体制冷设备可以为利用半导体制冷片进行制冷的储物设备，例如，本发明的半导体制冷设备包括但不限制为半导体制冷酒柜、半导体制冷冰箱、半导体制冷冰柜等。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (7)

1.一种半导体制冷设备的控制方法，所述半导体制冷设备具有用于储存物品的储物间室，所述控制方法包括：

获取所述储物间室的设定温度、所述半导体制冷设备所处的环境温度、以及半导体制冷片的冷端温度和热端温度；

计算所述设定温度与所述冷端温度之间的温度差；

根据所述温度差、所述环境温度、所述冷端温度和所述热端温度确定所述半导体制冷设备的冷端风机和热端风机的目标占空比；

控制所述冷端风机和所述热端风机运行按照各自的目标占空比运行；

根据所述温度差、所述环境温度、所述冷端温度和所述热端温度确定所述半导体制冷设备的冷端风机和热端风机的目标占空比的步骤包括：

确定所述温度差和所述热端温度在二维坐标系中所处的目标网格；

获取所述目标网格对应的所述冷端风机的目标占空比和所述热端风机的目标占空比；其中

所述二维坐标系是以所述温度差为X轴、以所述热端温度为Y轴建立的，且所述二维坐标系中具有以所述X轴和所述Y轴上的多个区间点为基准而设定的网格，每个所述网格均对应一个相应的所述冷端风机的目标占空比和一个相应的所述热端风机的目标占空比；

所述Y轴上的区间点包括热端极限温度和低于所述热端极限温度的第一预设热端温度，所述X轴上的区间点包括高于零度的温差极限值；且

当所述热端温度处于零度和所述第一预设热端温度之间、且所述温度差小于所述温差极限值时，所述控制方法包括：

根据所述温度差和所述热端温度所处的区间调整所述冷端风机和所述热端风机的目标占空比；

当所述热端温度处于所述第一预设热端温度和所述热端极限温度之间、且所述温度差小于所述温差极限值时，所述控制方法包括：

获取所述半导体制冷片的实测电压；

若所述半导体制冷片的实测电压为零，则将所述冷端风机的目标占空比调节为0、将所述热端风机的目标占空比均调节为100％；若所述半导体制冷片的实测电压大于零，则根据所述温度差和所述热端温度所处的区间调整所述冷端风机和所述热端风机的目标占空比；

所述X轴上的区间点还包括低于零度的第一预设温度差；其中

根据所述温度差和所述热端温度所处的区间调整所述热端风机的目标占空比的步骤包括：

当所述温度差小于所述第一预设温度差时，比较所述热端温度、所述环境温度和所述冷端温度之间的大小；

若所述热端温度、所述环境温度和所述冷端温度依次减小，则按照如下公式确定所述热端风机的目标占空比：Dc＝Dc_UN－Kc₁/(T_h－T_c)－Kc₂×(RT－T_h)－Kc₃×(ΔT－ΔT₁)；

若所述热端温度、所述冷端温度和所述环境温度依次减小，则按照如下公式确定所述热端风机的目标占空比：Dc＝Dc_UN－Kc₄/(T_h－T_c)－Kc₅×(RT－T_c)－Kc₆×(ΔT－ΔT₁)；

若所述环境温度、所述热端温度和所述冷端温度依次减小，则按照如下公式确定所述热端风机的目标占空比：Dc＝Dc_UN－Kc₇/(T_h－T_c)－Kc₈×(RT－T_h)－Kc₉×(ΔT－ΔT₁)；其中

Dc表示所述热端风机的目标占空比，Dc_UN为所述热端风机的预设占空比，T_h表示所述热端温度，T_c表示所述冷端温度，RT表示所述半导体制冷设备所处的环境温度，ΔT表示所述设定温度与所述冷端温度之间的温度差，ΔT₁表示所述第一预设温度差，Kc₁、Kc₂、Kc₃、Kc₄、Kc₅、Kc₆、Kc₇、Kc₈、Kc₉均为所述热端风机温度综合补偿系数，且Kc₁、Kc₂、Kc₃、Kc₄、Kc₅、Kc₆、Kc₇、Kc₈、Kc₉互不相同。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其中，

所述X轴上还设有位于所述第一预设温度差与所述温差极限值之间的多个温差区间点，以在所述X轴上形成多个温差区间；且

根据所述温度差和所述热端温度所处的区间调整所述热端风机的目标占空比的步骤还包括：

当所述温度差处于所述第一预设温度差与所述温差极限值之间的任一温差区间时，比较所述热端温度、所述环境温度和所述冷端温度之间的大小；

若所述热端温度、所述环境温度和所述冷端温度依次减小，则按照如下公式确定所述热端风机的目标占空比：Dc＝Dc_UN－Kc₁/(T_h－T_c)－Kc₂×(RT－T_h)－Kc₃×(ΔT－ΔT_i)/(ΔT_a－ΔT_i)；

若所述热端温度、所述冷端温度和所述环境温度依次减小，则按照如下公式确定所述热端风机的目标占空比：Dc＝Dc_UN－Kc₄/(T_h－T_c)－Kc₅×(RT－T_c)－Kc₆×(ΔT－ΔT_i)/(ΔT_a－ΔT_i)；

若所述环境温度、所述热端温度和所述冷端温度依次减小，则按照如下公式确定所述热端风机的目标占空比：Dc＝Dc_UN－Kc₇/(T_h－T_c)－Kc₈×(RT－T_h)－Kc₉×(ΔT－ΔT_i)/(ΔT_a－ΔT_i)；其中

Dc表示所述热端风机的目标占空比，Dc_UN为所述热端风机的预设占空比，T_h表示所述热端温度，T_c表示所述冷端温度，RT表示所述半导体制冷设备所处的环境温度，ΔT_i表示所述温度差所处的温差区间的最小端点值，ΔT_a表示所述温度差所处的温差区间的最大端点值，Kc₁、Kc₂、Kc₃、Kc₄、Kc₅、Kc₆、Kc₇、Kc₈、Kc₉均为所述热端风机温度综合补偿系数，且Kc₁、Kc₂、Kc₃、Kc₄、Kc₅、Kc₆、Kc₇、Kc₈、Kc₉的值互不相同。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其中，

所述Y轴上还设有位于零度和所述第一预设热端温度之间的多个温度区间点，以在所述Y轴上形成多个温度区间；其中

对于所述X轴上相同的温差区间、所述Y轴上不同的温度区间，Dc_UN、Kc₁、Kc₂、Kc₄、Kc₅、Kc₇、Kc₈的取值分别不同；

对于所述Y轴上相同的温度区间、所述X轴上不同的温差区间，Kc₃、Kc₆、Kc₉的取值分别不同。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其中，

所述X轴上还设有位于所述第一预设温度差与所述温差极限值之间的多个温差区间点，以在所述X轴上形成多个温差区间；所述Y轴上还设有位于零度和所述第一预设热端温度之间的多个温度区间点，以在所述Y轴上形成多个温度区间；

根据所述温度差和所述热端温度所处的区间调整所述冷端风机的目标占空比的步骤包括：

比较所述热端温度、所述环境温度和所述冷端温度之间的大小；

若所述热端温度、所述环境温度和所述冷端温度依次减小，则按照如下公式确定所述热端风机的目标占空比：De＝De_UN－Ke₁/(T_h－T_c)－Ke₂×(RT－T_h)－Ke₃×(T_h－T_hi)/(T_ha－T_hi)；

若所述热端温度、所述冷端温度和所述环境温度依次减小，则按照如下公式确定所述热端风机的目标占空比：De＝De_UN－Ke₄/(T_h－T_c)－Ke₅×(RT－T_c)－Ke₆×(T_h－T_hi)/(T_ha－T_hi)；

若所述环境温度、所述热端温度和所述冷端温度依次减小，则按照如下公式确定所述热端风机的目标占空比：De＝De_UN－Ke₇/(T_h－T_c)－Ke₈×(RT－T_h)－Ke₉×(T_h－T_hi)/(T_ha－T_hi)；其中

De表示所述冷端风机的目标占空比，De_UN为所述冷端风机的预设占空比，T_h表示所述热端温度，T_c表示所述冷端温度，RT表示所述半导体制冷设备所处的环境温度，T_hi表示所述热端温度所处的温度区间的最小端点值，T_ha表示所述热端温度所处的温度区间的最大端点值，Ke₁、Ke₂、Ke₃、Ke₄、Ke₅、Ke₆、Ke₇、Ke₈、Ke₉均为所述冷端风机温度综合补偿系数，且Ke₁、Ke₂、Ke₃、Ke₄、Ke₅、Ke₆、Ke₇、Ke₈、Ke₉的值互不相同；且

对于所述X轴上相同的温差区间、所述Y轴上不同的温度区间，Ke₃、Ke₆、Ke₉的取值分别不同；对于所述Y轴上相同的温度区间、所述X轴上不同的温差区间，De_UN、Ke₁、Ke₂、Ke₄、Ke₅、Ke₇、Ke₈的取值分别不同。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其中，在计算所述设定温度与所述冷端温度之间的温度差之后，所述控制方法还包括：

根据所述温度差、所述热端温度、所述冷端温度和所述环境温度确定半导体制冷片的目标供电电压；

按照所述目标供电电压为所述半导体制冷片供电。

6.根据权利要求1所述的控制方法，其中，

所述Y轴上的区间点包括热端极限温度，所述X轴上的区间点包括高于零度的温差极限值；且

当所述热端温度高于所述热端极限温度时，将所述冷端风机的目标占空比设置成0、将所述热端风机的目标占空比均设置成100％；当所述温度差高于所述温差极限值时，将所述热端风机的目标占空比设置成0、将所述冷端风机的目标占空比均设置成范围在60％～80％之间的任一定值。

7.一种半导体制冷设备，包括：

温度获取单元，用于获取所述半导体制冷设备所处的环境温度、以及半导体制冷片的冷端温度和热端温度；以及

控制装置，包括存储器和处理器，所述存储器内存储有控制程序，所述控制程序被所述处理器执行时用于实现根据权利要求1-6中任一项所述的控制方法。

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