RU2139477C1 - Method and device for control of temperature of object by means of thermoelectric system - Google Patents

Method and device for control of temperature of object by means of thermoelectric system Download PDF

Info

Publication number
RU2139477C1
RU2139477C1 RU98123243A RU98123243A RU2139477C1 RU 2139477 C1 RU2139477 C1 RU 2139477C1 RU 98123243 A RU98123243 A RU 98123243A RU 98123243 A RU98123243 A RU 98123243A RU 2139477 C1 RU2139477 C1 RU 2139477C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
heat transfer
battery
temperature
thermoelectric
Prior art date
Application number
RU98123243A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Г.С. Березовский
В.Н. Гудков
В.Л. Иткин
В.А. Колобаев
Original Assignee
Гудков Валерий Николаевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Гудков Валерий Николаевич filed Critical Гудков Валерий Николаевич
Priority to RU98123243A priority Critical patent/RU2139477C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2139477C1 publication Critical patent/RU2139477C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2321/00—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B2321/02—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effects; using Nernst-Ettinghausen effects
    • F25B2321/021—Control thereof
    • F25B2321/0212—Control thereof of electric power, current or voltage

Landscapes

  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)

Abstract

FIELD: refrigerating engineering. SUBSTANCE: device for realization of proposed method includes at least one thermoelectric battery and heat-transfer or heat-exchange unit mounted for engagement with battery and/or with object. Device includes also electronic power unit, control unit, surrounding temperature sensor and memory unit. Present surrounding temperature is also recorded through memory unit in control of temperature by means of sensor. Set of adjustable currents of battery at which required refrigerating coefficient is maintained is preset. Magnitudes of working parameters corresponding to these currents are set and control of currents is effected in accordance with these parameters and with surrounding temperature. For more accurate control, temperature of object and parameters of unit are recorded to perform proper correction of battery currents and operation of unit. EFFECT: enhanced service parameters of thermoelectric system. 8 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано в пищевой и сельскохозяйственной промышленности, а также и в других областях техники. The invention relates to refrigeration and can be used in food and agricultural industries, as well as in other areas of technology.

Известен способ термоэлектрического охлаждения, основанный на применении эффекта Пельтье, заключающийся в том, что при пропускании тока через термоэлемент его один спай нагревается, а другой охлаждается (Коленко Е.А. Термоэлектрические охлаждающие приборы, Москва, АН СССР, 1967, с.7-11). Для получения достаточной степени охлаждения, например, сельскохозяйственного или пищевого продукта термоэлементы соединяют в последовательную электрическую цепь с образованием термоэлектрической батареи. A known method of thermoelectric cooling, based on the application of the Peltier effect, which consists in the fact that when passing current through a thermocouple, one junction heats up and the other cools (Kolenko E.A. Thermoelectric cooling devices, Moscow, USSR Academy of Sciences, 1967, p. 7- eleven). To obtain a sufficient degree of cooling, for example, of an agricultural or food product, the thermocouples are connected in a series electric circuit to form a thermoelectric battery.

Однако при реализации данного способа холодильный коэффициент, определяемый отношением отводимого теплового потока к потребляемой электрической мощности, при увеличении перепада температур между горячими и холодными спаями термобатареи имеет очень малое значение, что делает эту реализацию весьма неэффективной. However, when implementing this method, the refrigeration coefficient, determined by the ratio of the extracted heat flux to the consumed electric power, is very small with an increase in the temperature difference between the hot and cold junctions of the thermopile, which makes this implementation very inefficient.

Известен способ охлаждения объекта термоэлектрической батареей, в котором перенос тепла от объекта и от каскада к каскаду батареи осуществляется при подаче на клеммы батареи регулируемого тока до выхода батареи на стационарный режим работы, соответствующий заданной температуре охлаждения объекта (патент Российской Федерации N 2034207, опубл. 30.04.95). В данном случае использование изменения величины тока позволяет поддерживать заданную температуру объекта, например пищевого продукта. There is a known method of cooling an object with a thermoelectric battery, in which heat is transferred from the object and from the cascade to the cascade of the battery when the regulated current is applied to the battery terminals until the battery reaches the stationary operation mode corresponding to the specified object cooling temperature (patent of the Russian Federation N 2034207, publ. 30.04 .95). In this case, the use of changes in the magnitude of the current allows you to maintain a given temperature of the object, for example a food product.

Однако, поскольку регулирование величины тока, подаваемого на клеммы термоэлектрической батареи, осуществляется без учета ряда важных параметров, этот способ также является недостаточно эффективным. However, since the regulation of the current supplied to the terminals of the thermoelectric battery is carried out without taking into account a number of important parameters, this method is also not effective enough.

Наиболее близким к заявленному является способ регулирования температуры объекта термоэлектрической батареей, включающий регистрацию текущей величины температуры окружающей среды и регулирование тока на клеммах термоэлектрической батареи (заявка PCT WO 97/22840, опубл. 26.06.97). В данном способе происходит учет текущей величины температуры окружающей среды, что дает возможность обеспечить максимальный холодильный коэффициент батареи, а также в минимальные сроки выйти на заданный уровень температур, что особенно важно, например, в пищевой промышленности. Closest to the claimed one is a method of controlling the temperature of an object with a thermoelectric battery, including recording the current value of the ambient temperature and regulating the current at the terminals of the thermoelectric battery (PCT application WO 97/22840, published on 06/26/97). In this method, the current value of the ambient temperature is taken into account, which makes it possible to ensure the maximum refrigeration coefficient of the battery, and also to reach the set temperature level in the shortest time, which is especially important, for example, in the food industry.

Но в указанном способе полностью отсутствует учет наличия агрегатов для теплопереноса и/или теплообмена, которые взаимодействуют с термоэлектрической батареей и/или со средой, посредством которой данные агрегаты взаимодействуют с упомянутой батареей, а наличие такого рода агрегатов позволяет резко повысить КПД термоэлектрической системы, а именно совокупности агрегатов и термоэлектрических батарей, которые широко используются в малогабаритных холодильных устройствах (см., например, Лепаев Д.А. Ремонт бытовых холодильников. -М.: Легпромбытиздат, 1989, с. 246-252). But in this method, there is completely no accounting for the availability of units for heat transfer and / or heat transfer that interact with a thermoelectric battery and / or with the medium through which these units interact with the said battery, and the presence of such units can dramatically increase the efficiency of the thermoelectric system, namely sets of units and thermoelectric batteries that are widely used in small-sized refrigeration devices (see, for example, Lepaev D.A. Repair of household refrigerators. -M.: Legpr mbytizdat, 1989, pp. 246-252).

Наличие указанных агрегатов позволяет осуществлять управление работой термоэлектрической батареи. The presence of these units allows you to control the operation of the thermoelectric battery.

Также известно устройство для регулирования температуры объекта термоэлектрической системой, включающее по крайней мере один датчик температуры окружающей среды, по крайней мере одну термоэлектрическую батарею, причем клеммы батареи связаны с выходом электронного силового блока, блок управления, к соответствующему входу которого подключен датчик температуры окружающей среды, а к соответствующему выходу - вход силового блока (заявка PCT WO 97/22840). Устройство имеет те же недостатки, какие присущи и вышеуказанному способу. It is also known a device for controlling the temperature of an object with a thermoelectric system, including at least one ambient temperature sensor, at least one thermoelectric battery, the battery terminals being connected to the output of the electronic power unit, a control unit, to which the ambient temperature sensor is connected, and to the corresponding output - the input of the power unit (PCT application WO 97/22840). The device has the same disadvantages that are inherent in the above method.

Задача, решаемая данным изобретением, состоит в создании способа регулирования температуры объекта термоэлектрической системой и устройства для его осуществления, лишенного указанных недостатков. The problem solved by this invention is to create a method for controlling the temperature of an object with a thermoelectric system and a device for its implementation, devoid of these disadvantages.

Технический результат, который дает реализация настоящего изобретения, заключается в повышении эффективности предложенного как способа, так и устройства и повышении эксплуатационных параметров термоэлектрической системы. The technical result that the implementation of the present invention provides is to increase the efficiency of the proposed method and device and increase the operational parameters of the thermoelectric system.

Относительно способа это достигается тем, что осуществляют регистрацию текущей величины температуры окружающей среды, задают множество величин регулируемых токов батареи, при которых обеспечивается для заданного температурного режима объекта и всего рабочего диапазона температур и/или изменений температур окружающей среды реализация условия поддержания заданной величины холодильного коэффициента, и/или заданного времени выхода на требуемый температурный режим, и/или выполнения заданной целевой функции, и/или минимального энергопотребления системы и соответствующие каждому заданному значению этого множества текущие значения рабочих параметров по крайней мере одного агрегата для теплопереноса и/или теплообмена, образующего с упомянутой батареей термоэлектрическую систему и взаимодействующего с термоэлектрической батареей и/или с объектом, в соответствии с которыми и с величиной температуры окружающей среды осуществляют регулирование токов, подаваемых на термоэлектрическую батарею, и рабочих параметров по крайней мере одного упомянутого агрегата для теплопереноса и/или теплообмена. Regarding the method, this is achieved by registering the current value of the ambient temperature, setting a plurality of adjustable battery currents at which, for a given temperature condition of the object and the entire operating temperature range and / or changes in ambient temperature, it is ensured that the condition for maintaining the specified value of the refrigeration coefficient is and / or a predetermined time to reach the desired temperature, and / or to perform a given objective function, and / or minimum energy system consumption and corresponding to each given value of this set current values of the operating parameters of at least one unit for heat transfer and / or heat transfer, forming a thermoelectric system with said battery and interacting with a thermoelectric battery and / or with an object, in accordance with which and with the temperature environment control the currents supplied to the thermoelectric battery, and the operating parameters of at least one of the mentioned unit for heat transport and / or heat transfer.

Наряду с этим возможна регистрация температуры объекта и/или ее отклонение от заданной, по величине которой и/или которых корректируют величину токов, подаваемых на термоэлектрическую батарею и/или величину по крайней мере одного рабочего параметра упомянутого агрегата для теплопереноса и/или теплообмена. Along with this, it is possible to register the temperature of the object and / or its deviation from the set one, by the value of which and / or which the magnitude of the currents supplied to the thermoelectric battery and / or the value of at least one operating parameter of the said unit for heat transfer and / or heat exchange is adjusted.

Также возможна регистрация величины по крайней мере одного параметра агрегата для теплопереноса и/или теплообмена, по значению которого корректируют величину токов, подаваемых на термоэлектрическую батарею и/или величину по крайней мере одного рабочего параметра упомянутого агрегата. It is also possible to register the value of at least one unit parameter for heat transfer and / or heat transfer, the value of which adjusts the magnitude of the currents supplied to the thermoelectric battery and / or the value of at least one operating parameter of the unit.

При этом в качестве рабочего параметра агрегата для теплопереноса и/или теплообмена в ряде случаев целесообразно принимать величину тока его силового привода. Moreover, in some cases it is advisable to take the current value of its power drive as the operating parameter of the unit for heat transfer and / or heat transfer.

Относительно устройства это достигается тем, что оно включает по крайней мере один датчик температуры окружающей среды, по крайней мере одну термоэлектрическую батарею, причем клеммы батареи связаны с выходом электронного силового блока, блок управления, к соответствующему входу которого подключен датчик температуры окружающей среды, а к соответствующему выходу - вход силового блока, при этом оно также снабжено по крайней мере одним агрегатом для теплопереноса и/или теплообмена, образующего с упомянутой батареей термоэлектрическую систему и установленного с возможностью взаимодействия с термоэлектрической батареей и/или с объектом, а также снабжено блоком памяти для записи множества величин регулируемых токов батареи, при которых обеспечивается для заданного температурного режима объекта и всего рабочего диапазона температур и/или изменений температур окружающей среды реализация условия поддержания заданной величины холодильного коэффициента, и/или заданного времени выхода на требуемый температурный режим, и/или выполнения заданной целевой функции, и/или минимального энергопотребления системы и соответствующие каждому заданному значению этого множества текущие значения рабочих параметров по крайней мере одного агрегата для теплопереноса и/или теплообмена, при этом по крайней мере один управляющий вход агрегата для теплопереноса и/или теплообмена связан с соответствующим выходом силового блока. Regarding the device, this is achieved in that it includes at least one ambient temperature sensor, at least one thermoelectric battery, the battery terminals being connected to the output of the electronic power unit, a control unit, to which the ambient temperature sensor is connected, and the corresponding output is the input of the power unit, while it is also equipped with at least one unit for heat transfer and / or heat exchange, forming a thermoelectric system with the said battery the subject and installed with the possibility of interaction with a thermoelectric battery and / or with an object, and is also equipped with a memory unit for recording a plurality of adjustable battery currents at which the condition is ensured for a given temperature regime of the object and the entire operating temperature range and / or changes in ambient temperature maintaining a given value of the refrigeration coefficient, and / or a predetermined time to reach the desired temperature, and / or performing a given objective function, and / or minim total energy consumption of the system and corresponding to each given value of this set, the current values of the operating parameters of at least one unit for heat transfer and / or heat transfer, while at least one control input of the unit for heat transfer and / or heat transfer is associated with the corresponding output of the power unit.

Причем блок управления может быть выполнен, например, на основе микропроцессора или микропроцессорного комплекта. Moreover, the control unit can be performed, for example, based on a microprocessor or microprocessor kit.

Наряду с этим устройство может быть снабжено по крайней мере одним датчиком температуры объекта, подключенного к соответствующему входу блока управления. In addition, the device can be equipped with at least one temperature sensor of the object connected to the corresponding input of the control unit.

Кроме того, устройство может быть снабжено по крайней мере одним датчиком параметра агрегата для теплопереноса и/или теплообмена, подключенным к соответствующему входу блока управления. In addition, the device can be equipped with at least one sensor parameter of the unit for heat transfer and / or heat exchange, connected to the corresponding input of the control unit.

Следует отметить, что под термином агрегат для теплопереноса и/или теплопередачи (в дальнейшем "агрегат") можно понимать любой агрегат такого рода, например вентилятор, холодильный агрегат стандартного холодильника компрессионного или абсорбционного типа (см. например, вышеуказанную кн. Лепаева Д.А.) и т.д. или сочетание указанных агрегатов. It should be noted that the term unit for heat transfer and / or heat transfer (hereinafter referred to as “unit”) can be understood to mean any unit of this kind, for example, a fan, a refrigeration unit of a standard compressor of compression or absorption type (see, for example, the above pr. Lepaev D.A. .) etc. or a combination of these units.

На Фиг. 1 приведены графики зависимости потребляемой мощности W системы, состоящей по крайней мере из одной батареи и одного агрегата, при разных фиксированных значениях потребляемой мощности агрегата и изменяющихся значениях потребляемой мощности батареи, обеспечивающих поддержание заданной температуры объекта в зависимости от изменения температуры окружающей среды Tо.с. от T1 до T5. Кривая "а" соответствует энергопотреблению системы при выключенном агрегате, кривые b, c, d - суммарному энергопотреблению батареи и агрегата при разных значениях потребляемой мощности агрегата. Причем фиксированная потребляемая мощность самого агрегата при работе в соответствии с кривой "с" меньше, чем при работе в соответствии с кривой "d", а при работе в соответствии с кривой "b" меньше, чем при работе в соответствии с кривой "с".In FIG. Figure 1 shows graphs of the dependence of the power consumption W of the system consisting of at least one battery and one unit, for different fixed values of the power consumption of the unit and the changing values of the power consumption of the battery, ensuring the maintenance of the set temperature of the object depending on the change in ambient temperature T о.с . from T 1 to T 5 . Curve "a" corresponds to the power consumption of the system with the unit turned off, curves b, c, d - to the total power consumption of the battery and the unit at different values of the power consumption of the unit. Moreover, the fixed power consumption of the unit itself when working in accordance with the curve "c" is less than when working in accordance with the curve "d", and when working in accordance with the curve "b" is less than when working in accordance with the curve "c" .

На фиг. 2 представлен общий вид устройства для регулирования температуры объекта термоэлектрической системой. In FIG. 2 shows a general view of a device for controlling the temperature of an object with a thermoelectric system.

Устройство для регулирования температуры объекта термоэлектрической системой включает по крайней мере один датчик 1 температуры окружающей среды, по крайней мере одну термоэлектрическую батарею 2, сообщенную с объектом (не показан) и/или с данной средой, причем клеммы батареи 2 связаны с выходом электронного силового блока 3, блок управления 4, к соответствующему входу которого подключен датчик температуры 1, а к соответствующему выходу - вход силового блока 3, по крайней мере один агрегат 5 для теплопереноса и/или теплообмена, образующий с термоэлектрической батареей 2 термоэлектрическую систему и установленным с возможностью взаимодействия с термоэлектрической батареей 2 и/или с объектом, а также снабжено блоком памяти 6 для записи множества величин регулируемых токов батареи 2, при которых обеспечивается для заданного температурного режима объекта и всего рабочего диапазона температур и/или изменений температур окружающей среды реализация условия поддержания заданной величины холодильного коэффициента, и/или заданного времени выхода на требуемый температурный режим, и/или выполнения заданной целевой функции, и/или минимального энергопотребления системы и соответствующие каждому заданному значению этого множества текущие значения рабочих параметров по крайней мере одного агрегата 5 для теплопереноса и/или теплообмена, взаимодействующего с термоэлектрической батареей 2 и/или со средой. Блок 6 подключен ко входу блока 4. При этом по крайней мере один управляющий вход агрегата 5 для теплопереноса и/или теплообмена связан с соответствующим выходом силового блока 3. Следует отметить, что силовой блок 3 может состоять из части, которая управляет работой батареи 2, и части, которая управляет работой агрегата 5, но может представлять собой и единую конструкцию. При этом блок управления 4 целесообразно выполнять на основе микропроцессора или микропроцессорного комплекта (см., например, Напрасник М.В. Микропроцессоры и микроЭВМ. -М.: Высшая школа, 1989), но оно может быть выполнено на микросхемах и дискретных элементах. Устройство также может быть снабжено по крайней мере одним датчиком 7 температуры объекта, подключенным к соответствующему входу блока управления 4, и по крайней мере одним датчиком 8 параметра агрегата для теплопереноса и/или теплообмена, также подключенным к соответствующему входу блока управления 4, имеющего пульт управления 9. A device for controlling the temperature of an object with a thermoelectric system includes at least one ambient temperature sensor 1, at least one thermoelectric battery 2 in communication with an object (not shown) and / or with this medium, the terminals of the battery 2 being connected to the output of the electronic power unit 3, a control unit 4, to the corresponding input of which a temperature sensor 1 is connected, and to the corresponding output is the input of the power unit 3, at least one unit 5 for heat transfer and / or heat transfer, forming with t thermoelectric system 2 and installed with the possibility of interacting with thermoelectric battery 2 and / or with the object, and is also equipped with a memory unit 6 for recording the set of adjustable currents of the battery 2, which provides for a given temperature regime of the object and the entire operating temperature range and / or changes in ambient temperatures, the implementation of the conditions for maintaining a given value of the refrigeration coefficient, and / or a predetermined time to reach the desired temperature regime, and / or performing a predetermined objective function and / or minimum power consumption of the system and corresponding to each given value of this set, the current values of the operating parameters of at least one unit 5 for heat transfer and / or heat exchange interacting with thermoelectric battery 2 and / or with the medium. Block 6 is connected to the input of block 4. At least one control input of the unit 5 for heat transfer and / or heat exchange is connected with the corresponding output of the power block 3. It should be noted that the power block 3 may consist of a part that controls the operation of the battery 2, and the part that controls the operation of the unit 5, but can be a single design. In this case, the control unit 4 is expediently performed on the basis of a microprocessor or microprocessor kit (see, for example, Naprasnik MV Microprocessors and microcomputers. -M .: Higher school, 1989), but it can be performed on microcircuits and discrete elements. The device can also be equipped with at least one sensor 7 of the temperature of the object connected to the corresponding input of the control unit 4, and at least one sensor 8 of the parameter of the unit for heat transfer and / or heat transfer, also connected to the corresponding input of the control unit 4, having a control panel nine.

Способ при работе устройства реализуется следующим образом. Вначале задают множество величин регулируемых токов батареи 2, при которых обеспечивается для заданного температурного режима объекта и всего рабочего диапазона температур и/или изменений температур окружающей среды реализация условия поддержания заданной величины холодильного коэффициента, и/или заданного времени выхода на требуемый температурный режим, и/или выполнения заданной целевой функции, и/или минимального энергопотребления системы и соответствующие каждому заданному значению этого множества текущие значения рабочих параметров по крайней мере одного агрегата 5 для теплопереноса и/или теплообмена, взаимодействующего с термоэлектрической батареей 2 и/или с объектом. Данная информация обычно получается в результате предварительных экспериментальных работ, или в результате модельного эксперимента, или в результате теоретических расчетов, но может быть получена и посредством сочетания перечисленных этапов. Таким образом, в память фактически заносится многомерная матрица, элементы которой описывают взаимосвязь токов, которые необходимо подать на клеммы батареи 2 в зависимости от состояния как агрегата 5, так и объекта и внешней среды, окружающей объект при реализации перечисленных выше критериев. Похожая информация, только в очень упрощенном виде для двухмерной матрицы, имела место в прототипе, она также не учитывала наличие агрегата 5 для теплопереноса и/или теплообмена, что существенно упрощало задачу. Следует также отметить, что при вычислении максимального холодильного коэффициента также можно воспользоваться выкладками, приведенными в прототипе (заявка PCT 97/22840). Следует отметить, что в качестве целевой функции может приниматься реализация минимального энергопотребления системы, повышение надежности системы, т.е. реализация оптимальной загруженности всех перечисленных элементов системы, максимальная комфортность пользователя, т. е. минимальный уровень вибрации, радиопомех, электромагнитного излучения, шума и т.д. Поскольку задание целевой функции и пути ее реализации явным образом следуют из уровня техники, то в данном описании эти этапы не раскрываются. Однако в качестве примера, как это следует из фиг. 1, при принятии в качестве целевой функции минимизацию потребляемой мощности системы в диапазоне окружающих температур Tо.с. от T1 до T5 регулирование осуществляется по кривой 1-2-3-4-5, чем и обеспечивается достижение заданного результата при минимизированной потребляемой мощности системы.The method when the device is implemented as follows. First, a set of values of the adjustable currents of the battery 2 is set, at which, for a given temperature condition of the object and the entire operating temperature range and / or changes in ambient temperatures, the conditions for maintaining a given value of the refrigeration coefficient and / or a predetermined time to reach the desired temperature regime are provided, and / or performing a given objective function, and / or minimum power consumption of the system and the current values of working pairs corresponding to each given value of this set meters, at least one heat transfer unit 5 and / or heat exchange interacting with a thermoelectric battery 2 and / or the object. This information is usually obtained as a result of preliminary experimental work, or as a result of a model experiment, or as a result of theoretical calculations, but can also be obtained by combining the above steps. Thus, a multidimensional matrix is actually recorded in the memory, the elements of which describe the relationship of the currents that must be supplied to the terminals of the battery 2 depending on the state of both the unit 5 and the object and the external environment surrounding the object when the above criteria are implemented. Similar information, only in a very simplified form for a two-dimensional matrix, took place in the prototype, it also did not take into account the presence of unit 5 for heat transfer and / or heat transfer, which greatly simplified the task. It should also be noted that when calculating the maximum refrigeration coefficient, you can also use the calculations shown in the prototype (application PCT 97/22840). It should be noted that the implementation of the minimum energy consumption of the system, increasing the reliability of the system, i.e. the implementation of the optimal load of all the listed system elements, the maximum user comfort, i.e., the minimum level of vibration, radio interference, electromagnetic radiation, noise, etc. Since the assignment of the objective function and the ways of its implementation explicitly follow from the prior art, these steps are not disclosed in this description. However, by way of example, as follows from FIG. 1, when adopted as the objective function, minimizing the power consumption of the system in the range of ambient temperatures T o.s. from T 1 to T 5 the regulation is carried out along the curve 1-2-3-4-5, which ensures the achievement of a given result with minimized power consumption of the system.

После занесения упомянутой информации в блок памяти 6 с пульта 9 задают режим работы блока управления 4 (выбирают критерий управления из вышеперечисленных), после чего информация с датчика 1 температуры среды поступает на блок управления 4, где обрабатывается по указанному выбранному алгоритму. Сигнал управления с блока управления 4 поступает на силовой блок 3, который регулирует токи термобатареи 2 и по крайней мере один параметр агрегата 5. В случае использования в качестве агрегата 5 вентилятора осуществляется регулирование тока мотора вентилятора, что позволяет изменять объем воздуха, контактирующего с соответствующей стороной батареи 2, причем регулирование тока осуществляется для достижения, например, максимального холодильного коэффициента или минимального времени выхода температуры среды на заданный режим или оптимальности работы как батареи 2, так и агрегата 5, причем оптимальность работы может определяться исходя из КПД каждого блока, шумовыделения, энергопотребления и т.д. В данном примере на основе информации о температуре окружающей среды осуществляется регулирование параметров агрегата 5 и батареи 2, что в ряде случаев вполне достаточно для эффективной работы системы, поскольку в блоке памяти 6 имеется информация о поведении объекта (например, эта информация может быть представлена в виде многомерного вектора или модели, по которой предварительно рассчитываются параметры данного вектора, параметры которого используются для дальнейшего управления системой, что также известно из уровня техники (см. раздел по теории управления). After entering the mentioned information into the memory unit 6 from the remote control 9, the operating mode of the control unit 4 is set (the control criterion is selected from the above), after which the information from the sensor 1 of the ambient temperature is transmitted to the control unit 4, where it is processed according to the specified selected algorithm. The control signal from the control unit 4 is supplied to the power unit 3, which regulates the currents of the thermopile 2 and at least one parameter of the unit 5. In the case of using the fan as unit 5, the current of the fan motor is regulated, which allows you to change the amount of air in contact with the corresponding side battery 2, and the current regulation is carried out to achieve, for example, the maximum refrigeration coefficient or the minimum time for the temperature of the medium to reach the specified mode or optimum NOSTA work as batteries 2 and unit 5, the optimal operation can be determined based on the efficiency of each block noise emission, energy consumption, etc. In this example, based on information about the ambient temperature, the parameters of the unit 5 and battery 2 are regulated, which in some cases is quite sufficient for the system to operate efficiently, since the memory unit 6 contains information about the behavior of the object (for example, this information can be represented as a multidimensional vector or model by which the parameters of a given vector are pre-calculated, the parameters of which are used to further control the system, which is also known from the prior art (see section l in control theory).

Для более точной корректировки токов батареи 2 и параметров агрегата 5 дополнительно регистрируют температуру объекта датчиком 7, информация с которого поступает на блок управления 4 и учитывается при реализации алгоритма управления вводом дополнительных параметров из блока памяти 6. Это позволяет реализовать управление системой при изменяющейся температуре объекта, например при появлении внутри него источника тепла, что соответствует, например, размещению внутри объекта тела с повышенной температурой. Следует отметить, что в прототипе также рассматривается указанный случай, однако величины тока термоэлектрической батареи в данном случае выбираются постоянными, в то время как целесообразно изменять их в соответствии с работой агрегата 5, что учитывается параметрами, имеющимися в блоке памяти 6. А более точной "настройки" работы всего устройства можно добиться посредством регистрации по крайней мере одного из параметров агрегата 5 датчиком 8, информация с которого также поступает в блок управления 4. Этим параметром может быть, например, угол установки лопастей упомянутого вентилятора, угол раскрытия жалюзи, которые регулируют поток среды, поступающей на соответствующую сторону батареи 2, и т. д. Следует отметить, что для эффективной работы устройства и следовательно реализации способа достаточно наличия датчика 1 температуры среды, в то время как подключение в работу устройства датчика 7 температуры объекта охлаждения и датчика 8 параметра агрегата позволяет еще увеличить эффективность работы устройства за счет более полного учета информации о внешних условиях и состоянии агрегата 5. В соответствии с этим, информация, содержащаяся в блоке памяти 6, дает возможность реализовать очень гибкий процесс управления системой в зависимости от выбранной целевой функции и критерия управления. To more accurately adjust the currents of the battery 2 and the parameters of the unit 5, the object temperature is additionally recorded by the sensor 7, the information from which is supplied to the control unit 4 and is taken into account when implementing the control algorithm for entering additional parameters from the memory unit 6. This allows the system to be controlled when the temperature of the object changes, for example, when a heat source appears inside it, which corresponds, for example, to the placement of a body with an elevated temperature inside an object. It should be noted that the prototype also considers this case, however, the current values of the thermoelectric battery in this case are chosen constant, while it is advisable to change them in accordance with the operation of the unit 5, which is taken into account by the parameters available in the memory unit 6. A more accurate " settings "the operation of the entire device can be achieved by registering at least one of the parameters of the unit 5 by the sensor 8, information from which also enters the control unit 4. This parameter can be, for example, the goal of installing the blades of the mentioned fan, the opening angle of the blinds, which regulate the flow of medium entering the corresponding side of the battery 2, etc. It should be noted that for the effective operation of the device and therefore the implementation of the method, the presence of a sensor 1 of the temperature of the medium is sufficient, while the connection of the sensor 7 of the temperature of the cooling object and the sensor 8 of the unit parameter to the device allows you to further increase the efficiency of the device due to a more complete account of information about external conditions and condition unit 5. In accordance with this, the information contained in the memory unit 6 makes it possible to implement a very flexible process for controlling the system depending on the selected objective function and control criterion.

Использование способа охлаждения объекта термоэлектрической батареей и устройства для осуществления этого способа позволяет существенно повысить эффективность охлаждения при снижении энергопотребления, более оперативно достигать заданных температурных режимов охлаждения и более точно поддерживать их, более полно учитывать все изменения параметров, происходящие в среде и объекте охлаждения, а также в блоках устройства. Using the method of cooling an object with a thermoelectric battery and the device for implementing this method can significantly increase cooling efficiency while reducing energy consumption, more quickly achieve the specified temperature cooling modes and more accurately maintain them, more fully take into account all changes in the parameters that occur in the medium and the cooling object, and in device blocks.

Claims (8)

1. Способ регулирования температуры объекта термоэлектрической системой, включающий регистрацию текущей величины температуры окружающей среды и регулирование тока на клеммах батареи, отличающийся тем, что задают множество величин регулируемых токов батареи, при которых обеспечивается для заданного температурного режима объекта и всего рабочего диапазона температур и/или изменений температур окружающей среды реализация условия поддержания заданной величины холодильного коэффициента, и/или заданного времени выхода на требуемый температурный режим, и/или выполнения заданной целевой функции, и/или минимального энергопотребления системы и соответствующие каждому заданному значению этого множества текущие значения рабочих параметров по крайней мере одного агрегата для теплопереноса и/или теплообмена, образующего с упомянутой батареей термоэлектрическую систему и взаимодействующего с термоэлектрической батареей и/или с объектом, в соответствии с которыми и с величиной температуры окружающей среды осуществляют регулирование токов, подаваемых на термоэлектрическую батарею, и рабочих параметров по крайней мере одного упомянутого агрегата для теплопереноса и/или теплообмена. 1. A method of controlling the temperature of an object with a thermoelectric system, including recording the current value of the ambient temperature and regulating the current at the battery terminals, characterized in that a plurality of adjustable battery currents are set at which a given temperature condition of the object and the entire operating temperature range and / or changes in ambient temperatures, the implementation of the conditions for maintaining a given value of the refrigeration coefficient, and / or a specified time to reach the required The normal mode and / or fulfillment of a given objective function and / or minimum power consumption of the system and corresponding to each given value of this set, the current values of the operating parameters of at least one unit for heat transfer and / or heat transfer, forming a thermoelectric system with the said battery and interacting with the thermoelectric the battery and / or with the object, in accordance with which and with the value of the ambient temperature regulate the currents supplied to the thermoelectric battery, and operating parameters of at least one of the mentioned unit for heat transfer and / or heat transfer. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что регистрируют температуру объекта и/или ее отклонение от заданной, по величине которой и/или которых корректируют величину токов, подаваемых на термоэлектрическую батарею и/или величину по крайней мере одного рабочего параметра упомянутого агрегата для теплопереноса и/или теплообмена. 2. The method according to claim 1, characterized in that the temperature of the object and / or its deviation from the set value is recorded, the magnitude of which and / or of which the magnitude of the currents supplied to the thermoelectric battery and / or the value of at least one operating parameter of the said unit is adjusted for heat transfer and / or heat transfer. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что регистрируют величину по крайней мере одного параметра агрегата для теплопереноса и/или теплообмена, по значению которого корректируют величину токов, подаваемых на термоэлектрическую батарею, и/или величину по крайней мере одного рабочего параметра упомянутого агрегата. 3. The method according to claim 1, characterized in that register the value of at least one parameter of the unit for heat transfer and / or heat transfer, the value of which adjusts the magnitude of the currents supplied to the thermoelectric battery, and / or the value of at least one operating parameter of the aforementioned unit. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве рабочего параметра агрегата для теплопереноса и/или теплообмена принимают величину тока его силового привода. 4. The method according to claim 1, characterized in that as the operating parameter of the unit for heat transfer and / or heat transfer, take the current value of its power drive. 5. Устройство для регулирования температуры объекта термоэлектрической системой, включающее по крайней мере один датчик температуры окружающей среды, по крайней мере одну термоэлектрическую батарею, причем клеммы батареи связаны с выходом электронного силового блока, блок управления, к соответствующему входу которого подключен датчик температуры окружающей среды, а к соответствующему выходу - вход силового блока, отличающееся тем, что оно снабжено по крайней мере одним агрегатом для теплопереноса и/или теплообмена, образующего с упомянутой батареей термоэлектрическую систему и установленного с возможностью взаимодействия с термоэлектрической батареей и/или с объектом, а также снабжено блоком памяти для записи множества величин регулируемых токов батареи, при которых обеспечивается для заданного температурного режима объекта и всего рабочего диапазона температур и/или изменений температур окружающей среды реализация условия поддержания заданной величины холодильного коэффициента, и/или заданного времени выхода на требуемый температурный режим, и/или выполнения заданной целевой функции, и/или минимального энергопотребления системы и соответствующие каждому заданному значению этого множества текущие значения рабочих параметров по крайней мере одного агрегата для теплопереноса и/или теплообмена, при этом по крайней мере один управляющий вход агрегата для теплопереноса и/или теплообмена связан с соответствующим выходом силового блока, а выход блока памяти подключен к соответствующему входу блока управления. 5. A device for controlling the temperature of an object with a thermoelectric system, comprising at least one ambient temperature sensor, at least one thermoelectric battery, the battery terminals being connected to the output of the electronic power unit, a control unit, to which the ambient temperature sensor is connected, and to the corresponding output - the input of the power unit, characterized in that it is equipped with at least one unit for heat transfer and / or heat transfer, forming with a thermoelectric system and installed with the possibility of interacting with a thermoelectric battery and / or with an object, it is also equipped with a memory unit for recording a set of adjustable battery currents at which a given temperature regime of the object and the entire operating temperature range and / or changes in ambient temperature are provided environment, the implementation of the conditions for maintaining a given value of the refrigeration coefficient, and / or a predetermined time to reach the desired temperature regime, and / or a given objective function and / or minimum energy consumption of the system and corresponding to each given value of this set, the current values of the operating parameters of at least one unit for heat transfer and / or heat transfer, with at least one control input of the unit for heat transfer and / or heat transfer the corresponding output of the power unit, and the output of the memory unit is connected to the corresponding input of the control unit. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что блок управления выполнен на основе микропроцессора или микропроцессорного комплекта. 6. The device according to claim 5, characterized in that the control unit is made on the basis of a microprocessor or microprocessor kit. 7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что оно снабжено по крайней мере одним датчиком температуры объекта, подключенным к соответствующему входу блока управления. 7. The device according to claim 5, characterized in that it is equipped with at least one object temperature sensor connected to the corresponding input of the control unit. 8. Устройство по п.5, отличающееся тем, что оно снабжено по крайней мере одним датчиком параметра агрегата для теплопереноса и/или теплообмена, подключенным к соответствующему входу блока управления. 8. The device according to claim 5, characterized in that it is equipped with at least one sensor parameter of the unit for heat transfer and / or heat exchange connected to the corresponding input of the control unit.
RU98123243A 1998-12-29 1998-12-29 Method and device for control of temperature of object by means of thermoelectric system RU2139477C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98123243A RU2139477C1 (en) 1998-12-29 1998-12-29 Method and device for control of temperature of object by means of thermoelectric system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98123243A RU2139477C1 (en) 1998-12-29 1998-12-29 Method and device for control of temperature of object by means of thermoelectric system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2139477C1 true RU2139477C1 (en) 1999-10-10

Family

ID=20213756

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98123243A RU2139477C1 (en) 1998-12-29 1998-12-29 Method and device for control of temperature of object by means of thermoelectric system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2139477C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4257238A (en) Microcomputer control for an inverter-driven heat pump
US11268726B2 (en) Air handling unit and rooftop unit with predictive control
EP1946020B1 (en) System and method for controlling the operation of a heat pump and of supplemental heating
KR100348588B1 (en) Cooling system for vehicles
CA1164970A (en) Microprocessor discharge temperature air controller for multi-stage heating and/or cooling apparatus and outdoor air usage controller
US20070267508A1 (en) Auxiliary stage control of multistage thermostats
JPS61290504A (en) Timepiece thermostat
US5718372A (en) Temperature controller
JP4166051B2 (en) Air conditioning system
EP3821177B1 (en) Indoor environmental control system and method controlling the same
KR100330327B1 (en) Apparatus and method of operating a heat pump to improve heating supply air temperature
CN111473487A (en) Air conditioner, air conditioner control method and device and readable storage medium
US20050087616A1 (en) Thermal balance temperature control system
CN101533282B (en) System and method for controlling multi-route temperature control channel
US6481211B1 (en) Turbine engine cycling thermo-mechanical stress control
JP3320385B2 (en) Control method of ice storage type air conditioning system
CN107466491B (en) For the adjusting method of the cooling equipment of electric appliance casing
RU2139477C1 (en) Method and device for control of temperature of object by means of thermoelectric system
RU2570784C2 (en) Method and plant of temperature regulation in building
CN109668273A (en) Refrigerating plant control method, refrigerating plant and storage medium
JP4112868B2 (en) Air conditioning system
CN109520090A (en) Refrigerating plant cooling control method and device, refrigerating plant and storage medium
US20190203970A1 (en) Method for operating a packaged terminal air conditioner
JPH0545011A (en) Cooling device of automatic vending machine
CN218383946U (en) Temperature control device and equipment with same