半导体制冷设备风冷式散热控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于制冷设备散热技术领域，特别是一种半导体制冷设备风冷式散热控制方法。
【背景技术】
[0002]半导体制冷设备一般都包括有半导体制冷模块、冷端散热器和热端散热器。半导体制冷模块的冷端制冷，通过冷端散热器对设备间室制冷，热端制热，通过热端散热器对热端散热。现有风冷式散热装置包括散热片组，通过散热片组散热，散热效果差，半导体制冷设备开始工作即需要开启散热风扇，否则极易使半导体制冷模块热端温度过高，导致停机保护。
[0003]现有的半导体制冷系统采用恒压的方式驱动风扇，使得风扇转速恒定。然而，恒定的转速对风扇的磨损较大，使得风扇的寿命短，工作噪声大。再有，由于半导体制冷模块的温度并不是恒定的，当半导体制冷模块的温度降低时，只需风扇的低速运转即可满足换热，同时，当半导体制冷模块的温度升高时，需要风扇高速运转才能满足换热，然而，风扇的转速恒定，不仅导致了能源的浪费，同时也导致制冷效果低。
[0004]另外，在现有的半导体制冷设备中，在半导体制冷设备的半导体制冷模块两端的电压过高、半导体制冷模块的热端的散热不良等情况下，半导体制冷模块的热端温度往往会快速上升，最终导致半导体制冷模块损坏。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种半导体制冷设备风冷式散热控制方法，降低风扇噪首，提闻使用寿命。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现:
一种半导体制冷设备风冷式散热控制方法，所述风冷式散热装置包括风扇和至少两个散热模块，散热模块包括连接在一起的导热体和热管，热管上还连接有散热片组；其中一散热模块的热管还连接其余一个或多个散热模块的散热片组，风扇位于散热片组之间，散热片组的散热片上开设有通孔，同一散热片组中的各个通孔形成风道，所述控制方法为:第一数据获取步骤:检测环境温度Tam，获取间室内平均温度Tr与预设的目标温度Ts的温差Λ T ；
散热控制步骤:根据温差Λ T的大小调整风扇的转速，
当Tam >第一设定值,Λ T <第二设定值时,控制风扇低转速运行，
当Tam彡第一设定值,Δ T <第二设定值时,控制风扇停止运行。
[0007]进一步的，所述第一数据获取步骤中包括采集所述半导体制冷模块的热端温度的步骤，若热端温度超过阈值温度Ton，再开启风扇。
[0008]优选的，所述第一数据获取步骤还包括采集所述半导体制冷模块的热端温度；而且所述散热控制步骤还包括:
第一热端禁止温度判断步骤:判断所述热端温度是否达到或超出预设的禁止温度；若所述热端温度达到或超出所述禁止温度，则执行如下第一停止供电步骤:将向所述半导体制冷模块的供电电压设置为零，停止对所述半导体制冷模块供电。
[0009]进一步的，
所述散热控制步骤还包括热端保护温度上限判断步骤:判断所述热端温度是否达到或超出预设的热端保护温度上限，其中所述热端保护温度上限小于所述禁止温度；
若所述热端温度达到或超出所述热端保护温度上限，则执行如下第一降至维持电压步骤:降低所述供电电压至预设的维持电压；
若所述热端温度小于所述热端保护温度上限，则执行制冷供电步骤。
[0010]再进一步的，
所述方法在所述第一降至维持电压步骤之后还包括:
第二数据获取步骤:获取所述平均温度与所述目标温度的温差，并采集所述热端温度；
第二热端禁止温度判断步骤:判断所述热端温度是否达到或超出所述禁止温度；若所述热端温度达到或超出所述禁止温度，则执行如下第二停止供电步骤:将向所述半导体制冷模块的供电电压设置为零，停止对所述半导体制冷模块供电；
若所述热端温度小于所述禁止温度，则执行如下热端保护温度下限判断步骤:判断所述热端温度是否达到或低于预设的热端保护温度下限，其中所述热端保护温度下限小于所述热端温度保护上限；
若所述热端温度达到或低于所述热端保护温度下限，则执行所述制冷供电步骤；
若所述热端温度大于所述热端保护温度下限，则执行如下第二降至维持电压步骤:降低或保持所述供电电压至所述维持电压。
[0011]可选的，在执行所述第二停止供电步骤后，所述方法循环回所述第二数据获取步骤继续执行。
[0012]可选的，执行所述第二降至维持电压步骤后，所述方法循环回所述第二数据获取步骤继续执行。
[0013]可选的，所述维持电压为根据冰箱最低制冷需求确定的最小制冷量电压。
[0014]在执行所述散热控制步骤后，所述方法循环回所述第一数据获取步骤继续执行。
[0015]优选的，第一数据获取步骤和所述第二数据获取步骤分别包括:
获取预设的所述目标温度，并采集冰箱间室的所述平均温度；
计算所述平均温度与所述预设目标温度Ts之间的温差。
[0016]与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是:
本发明由于半导体制冷设备风冷式散热装置的设计，大大提高了散热模块在自然无风状态下的散热效果，因而，本发明的方法可以提高风扇启动的限制条件，根据温差Λ T的大小调整风扇的转速，当Tam >第一设定值,Δ T <第二设定值时,控制风扇低转速运行，当Tam <第一设定值,Λ T <第二设定值时,控制风扇停止运行,风扇的转速根据Λ T而改变，并且风扇不是实时处于运转状态，因而，在保证散热的同时，降低了风扇转动产生的噪音，提高了风扇的使用寿命，降低了能耗。
[0017]本发明的方法由于能够在热端温度达到或超出热端保护温度上限，降低或保持向所述半导体制冷模块供电的供电电压为预设的维持电压，因此能够兼顾对半导体制冷模块的保护和制冷效果，即在对半导体制冷模块进行保护时可继续对半导体制冷设备供电，避免了对半导体制冷设备的制冷效果带来过大负面影响。
[0018]在本发明的方法中，当热端温度达到或超出禁止温度，则停止对半导体制冷模块供电，因此避免了热端温度过高时烧坏半导体制冷模块。
[0019]在本发明的方法中，当温差大于等于预设的温差阈值时使得供电电压等于最大制冷量电压，因此能够在温差较大时以较高制冷效率迅速降低温度，使得温差迅速趋于一个较小值；当温差降低到温差阈值时使得供电电压开始从最大制冷量电压下降，因此能够避免降温过快，以免降低到远低于预设值的温度，造成不良制冷效果。
[0020]结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
【附图说明】
[0021]图1是根据本发明一个实施例的半导体制冷设备的结构示意图。
[0022]图2是根据本发明一个实施例的半导体制冷设备中热端散热器的结构示意图一。
[0023]图3是根据本发明一个实施例的半导体制冷设备中热端散热器的结构示意图二。
[0024]图4为图3中风在散热片组的流动原理图。
[0025]图5是根据本发明一个实施例的半导体制冷设备风冷式散热方法的流程图。
[0026]图6是根据本发明一个实施例的在半导体制冷模块热端温度较高时对其供电电压进行控制的示意性曲线图。
[0027]图7是根据本发明一个实施例以较高制冷效率快速获得最大制冷量且将半导体制冷设备间室的平均温度精确控制到设定的目标温度的示意性曲线图。
[0028]图8是根据本发明一个实施例的半导体制冷模块的供电电压与制冷效率及制冷量关系的示意性曲线图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细地描述。
[0030]由于现有采用半导体制冷的设备通常采用风扇对半导体制冷模块的热端进行风冷散热，需要消耗大量的电能且风扇一直工作噪音较为严重，如图1-4，本实施例中的热端散热器400包括第二导热体41、多根第二热管42和散热片组43，所述第二热管42连接在所述第二导热体41上，所述散热片组43连接在所述第二热管42上。具体的，第二导热体41贴在半导体制冷模块200的热端，而散热片组43贴在外壳101上，半导体制冷模块的热端产生的热量通过第二导热体41传递给第二热管42，第二热管42能够快速的将热量传递给散热片组43中，而散热片组43能够根据需要制成较大面积的散热体，散热片组43能够利用自身较大的散热面积对第二热管42传递的热量进行快速散热，从而无需通过风扇直接对半导体制冷模块的热端进行散热。其中，为了充分的利用各个散热片组43进行散热，第二导热体41上还连接有第三热管44，任一所述热端散热器400中的所述第三热管44还与其余所述热