RS56149B1 - Poboljšani sistem transporta toplote za rashladne komore i površine - Google Patents

Description

Opis

Oblast tehnike

Opis se odnosi uopšteno na rashladne sisteme za odstranjivanje i rasipanje toplote iz komora i/ili površina uključujući rashladne sisteme i sisteme hlađenja koji koriste termoelektrične rashladne elemente.

Stanje tehnike

Postupak veštačkog hlađenja obuhvata odvođenje toplote iz komore ili sa površine koju treba rashladiti i odvod toplote na višim temperaturama od medijuma okoline (npr. vazduha). Rashladni sistemi na bazi kompresije pare imaju viši koeficijent proizvodnosti (COP) i uobičajeno se koriste za rashladne komore i površine. Konvencionalni rashladni sistemi sa kompresijom pare koriste termostatički regulisano upravljanje radnim ciklusom. Takvi sistemi uobičajeno nisu dovoljno dinamički da bi zadovoljili i kontinulano stanje i potrebu promene (kao što je to u toku spuštanja ili podizanja) i stoga imaju visok rashladni kapacitet koji uveliko prevazilazi potrebu odvođenja toplote u toku rada u kontinualnom režimu. Visok rashladni kapacitet dozvoljava poboljšan rad u toku rashlađivanja, ali zbog prirode svog upravljanja, termodinamičkih ograničenja i potreba u vezi sa karakteristikama proizvoda konvencionalni sistemi kompresije pare su manje efikasni nego što je to optimalno. Visok rashladni kapacitet takođe uključuje visoke skokove napona struje u toku startovanja i zahteva skuplje električne komponente.

Efikasnost ispod optimuma rashladnih sistema na bazi kompresije pare se odnosi na zahtev da takvi sistemi precizno kontrolišu temperaturu unutar rashladne komore. Uobičajeno, kada temperatura unutar rashladne komore prekorači specifičnu vrednost aktivira se rashladni sistem na bazi kompresije pare i on nastavlja da radi sve dok temperatura u rashladnoj komori ne bude ispod specifične vrednosti i u toj tački se sistem na bazi kompresije pare isključuje.

Ovaj tip upravljačke sheme ima relativno veliki upravljački opseg i relativno veliku stratifikaciju unutrašnje temperature, tako da traži minimalnu potrošnju energije i da omogući rad na različitim ambijentalnim uslovima. Takva upravljačka shema se najčešće koristi zbog prigušivanja ili varijacija u kapacitetu što obezbeđuje ograničenu efikasnost kao što je pad zapreminske efikasnosti.

Sistemi na bazi kompresije pare takođe često koriste rashladne fluide na bazi hlorofluorugljenika (CFC), međutim korišćenje rashladnih fluida na bazi CFC predstavlja opasnost po životnu sredinu jer oslobađanje takvih jedinjenja može da dovede do oštećenja ozonskog omotača Zemlje.

Termoelektrični rashladni sistemi predstavljaju ekološku alternativu sistemima sa kompresijom pare pošto za njih nisu potrebni rashladni fluidi na bazi CFC. Termoelektrični rashlađivači (takođe poznati kao termoelektrične toplotne pumpe) proizvode razliku u temperaturi po svojoj površini u zavisnosti od korišćenja električne struje. Toplota može biti prihvaćena sa površine ili iz komore koju treba ohladiti i može biti transportovana (na primer serijom transportnih cevi) do ovodnog toplotnog ponora za rasipanje toplote u ambijentalni medijum kao što je vazduh. Termoelektrični rashladni sistemi mogu da imaju pasivne podsisteme za odvod toplote kao što su termosifoni ili toplotne cevi koji se prazne sa potrebom za prinudni transport rashladnog fluida pod pritiskom do toplotnog ponora. Kao što je slučaj kod svih rashladnih sistema, što je manja temperaturska razlika u termoelektričnoj toplotnoj pumpi, to će toplotna pumpa biti efikasnija u transportu toplote. Uprkos ekološkim dobrim efektima termoelektričnih rashladnih sistema takvi sistemi imaju COP vrednosti koje su uobičajeno manje od polovine vrednosti za sisteme sa kompresijom pare. Poboljšanje COP termoelektričnih rashladnih sistema i omogućavanje njihove primene u širokom opsegu ambijentalnih temperaturskih uslova bi bilo od koristi za povećano prihvatanje takvih sistema. US 2007/012055 i US 5918474 opisuju sisteme za transport toplote prema uvodnom delu prvog patentnog zahteva.

Kratak opis suštine pronalaska

Prema prvom aspektu predmetni pronalazak obezbeđuje sistem za transport toplote sa karakteristikama prema zahtevu 1. Prema drugom aspektu obezbeđen je postupak upravljanja sistema za transport toplote sa karakteristikama prema zahtevu 11.

Izvođenja predmetnog pronalaska se odnose na sisteme za transport toplote (uključujući i termoelektrične rashladne sisteme) koji omogućavaju veću efikasnost i/ili primenu na povećanom opsegu ambijentalnih temperaturskih uslova što može da bude od koristi za rashladne komore i/ili površine.

Kod nekih izvođenja prema predmetnom opisu koristi se najmanje jedna jedinica za prinudnu konvekciju sa pasivnim sistemom za transport toplote (npr. korišćenjem termosifona ili toplotne cevi) za održavanje zadate temperature ili zadatog opsega temperature u rashladnoj komori ili na rashladnoj površini, pri čemu najmanje jedna jedinica za prinudnu konvekciju radi u toku perioda visokog toplotnog opterećenja (npr. prelaznim uslovima) i/ili u uslovima odbijanja visoke temperature, a ne radi u toku normalnih uslova (npr. kontinualnog stanja), gde pasivni transport toplote može da bude dovoljan za toplotu koja je prihvaćena sa površine ili iz komore koju treba rashladiti i/ili za toplotu koju treba odvesti u ambijentalnu okolinu. Najmanje jedna jedinica za prinudnu konvekciju selektivno je izabrana da radi da bi poboljšala ili pospešila rad najmanje jednog izmenjivača toplote u termičkoj komunikaciji sa fluidom za transport toplote. Najmanje jedna jedinica za prinudnu konvekciju može biti postavljena u blizinu najmanje jednog izmenjivača toplote na stranici za prihvatanje i/ili odavanje sistema za transport toplote. Kontroler prihvata podatke o temperaturi za najmanje jedno od mesta: (i) temperatura okoline u kojoj je sistem za transport toplote i (ii) temperatura komore ili površine koje treba rashladiti. Kontroler aktivira najmanje jednu jedinicu za prinudnu konvekciju nakon detektovanja uslova karakterističnog za najmanje jedno od sledećih stanja: temperatura komore ili površine prekoračuje temperaturu opsega stalnog stanja koje uključuje zadatu temperaturu ili zadati temperaturski opseg ili je u ambijentalnoj okolini prekoračen prag temperature za ambijentalnu okolinu. Kontroler deaktivira najmanje jednu jedinicu za prinudnu konvekciju nakon detektovanja uslova karakterističnih za najmanje jedno od sledećih stanja: temperatura komore ili površine je unutar temperaturskog opsega redovnog stanja i/ili temperatura ambijentalne okoline je ispod praga za temperaturu ambijentalne okoline ili opsega temperature za ambijentalnu okolinu.

Kod nekih izvođenja bilo koji aspekt ili karakteristika koji su ovde opisani mogu biti kombinovani sa dodatnim prednostima. Bilo koja od različitih karakteristika i elemenata koji su ovde opisani mogu biti kombinovani sa jednom ili više ostalih opisanih karakteristika i elemenata osim kada nije suprotno navedeno.

Stručnjaci iz ove oblasti će razumeti obim predmetnog opisa i shvatiti dodatne aspekte nakon čitanja sledećeg detaljnog opisa prvenstvenih izvođenja zajedno sa priloženim slikama.

Kratak opis slika

Priložene slike su uključene i predstavljaju deo opisa prikazujući različite aspekte opisa i zajedno sa opisom služe da objasne principe pronalaska.

Slika 1 je linijski grafik koji prikazuje rashladni kapacitet (Q) i efikasnost rashlađivanja (COP) termoelektričnog rashlađivača (TEC) kao funkciju ulazne struje TEC.

Slika 2 prikazuje termoelektričnu bateriju uključujući višestruki TEC postavljen na spojnu ploču koja omogućava selektivnu kontrolu različitih podsklopova TEC-a.

Slika 3 je shematski prikaz u perspektivi termoelektričnog rashladnog sistema uključujući rashladnu komoru, izmenjivač toplote sa baterijom (kao što je baterija sa slike 2) koji uključuje višestruki TEC postavljen između hladne strane toplotnog ponora i tople strane toplotnog ponora i kontroler koji upravlja TEC-om radi održavanja zadate temperature unutar rashladne komore.

Slika 4 je pogled u perspektivi sa najmanje jednim delom sistema za transport toplote uključujući jedincu za prinudnu konvekciju sa selektivnim uključivanjem izvedenu za poboljšanje hlađenja izmenjivača toplote u termičkoj komunikaciji sa fluidom koja sadrži kolo prema izvođenju predmetnog pronalaska.

Slika 5 je pogled u perspektivi najmanje dela sistema za transport toplote koji obuhvata jedinicu za prinudnu konvekciju sa selektivnim uključivanjem izvedenu da poboljša hlađenje toplotnog ponora koji sadrži fluid i rebrasti toplotni ponor u termičkoj komunikaciji sa izmenjivačem toplote prema jednom izvođenju predmetnog pronalaska.

Slika 6 je shematski pogled odozgo termoelektričnog sistema za rashlađivanje ili hlađenje koji obuhvata rashladnu komoru, prvu jedinicu za prinudnu konvekciju izvedenu da poboljša transport toplote do hladne stranice toplotnog ponora unutar rashladne komore, termoelektrični sklop za razmenu toplote koji obuhvata TEC i drugu jedinicu za prinudnu konvekciju za poboljšanje rasipanja toplote na toploj stranici toplotnog ponora prema jednom izvođenju predmetnog pronalaska.

Slika 7 je shematski dijagram koji prikazuje povezanost između komponenata napajanja, senzora, upravljanja i korisničkog interfejsa termoelektričnog sistema za rashlađivanje ili hlađenje kao što je sistem sa slike 6 prema jednom izvođenju predmetnog pronalaska.

Slika 8 je shematski dijagram koji prikazuje načine rada kontrolera termoelektričnog rashladnog sistema prikazanog na slici 7.

Slika 9 je grafik koji prikazuje uslove pod kojima može da radi termoelektrični rashladni sistem u režimu potpomognutom ventilatorom (prinudna konvekcija) i pasivnom režimu (bez prinudne konvekcije).

Slika 10 je pogled spreda u normalnoj projekciji nezavisnih prvog i drugog uređaja za transport toplote, od kojih svaki obuhvata toplotni ponor, ploču za razmenu toplote i vod za transport toplote pogodni za korišćenje sa prvim i drugim TEC termoelektričnog sistema za rashlađivanje ili hlađenje i oni obezbeđuju osnovu za upoređivanje uređaja za transport toplote uključujući i povezane toplotne ponore sa prelaznim vodovima za razmenu toplote prema slikama 11 do 12.

Slika 11 je pogled spreda u normalnoj projekciji uređaja za transport toplote koji obuhvata povezane prvi i drugi toplotni ponor sa ukrštenim vodovima za razmenu toplote i pločama za razmenu toplote pogodnim za korišćenje sa prvim i drugim TEC (ili termoelektričnim toplotnim pumpama) termoelektričnog sistema za rashlađivanje ili hlađenje prema jednom izvođenju predmetnog pronalaska.

Slika 12 je pogled u perspektivi uređaja za transport toplote sa slike 11.

Slika 13 je pogled u perspektivi vodova fluida i ploča izmenjivača toplote uređaja za prihvatanje toplote prema jednom izvođenju predmetnog pronalaska, koji su pogodni za korišćenje sa termoelektričnom rashladnom jedinicom koja je prikazana na slikama 15 do 16. Slika 14 je pogled u perspektivi koji prikazuje unutrašnje elemente bloka za razmenu toplote uređaja za prihvatanje toplote sa slike 13.

Slika 15 je pogled u perspektivi sklopa termoelektrične rashladne jedinice, prve i druge tople stranice toplotnih ponora sa ukrštenim vodovima za razmenu toplote, rashladnim ventilatorima i oblogom postavljenom tako da se uklapa preko toplotnih ponora i rashladnih ventilatora prema jednom izvođenju predmetnog pronalaska.

Slika 16 je pogled u perspektivi sklopljene termoelektrične rashladne jedinice prikazane na slici 15.

Detaljni opis

Izvođenja data u nastavku dole predstavljaju neophodnu informaciju da bi se omogućilo stručnjacima iz ove oblasti da u praksi primene izvođenja i prikazuju najbolji način primene izvođenja u praksi. Prilikom čitanja sledećeg opisa u svetlu priloženih slika stručnjaci iz ove oblasti će razumeti koncepte pronalaska i prepoznati primene ovih koncepata koje nisu posebno date. Treba da se podrazumeva da ovi koncepti i primene ulaze u okvir opisa i priloženih zahteva.

Treba da se podrazumeva da pored toga što se izrazi prvi, drugi itd. mogu koristiti da opišu različite elemente ovi elementi ne bi trebali da budu ograničeni ovim izrazima. Ovi izrazi se samo koriste da bi se razlikovao jedan element od drugog. Na primer, prvi element može biti nazvan i drugim elementom bez napuštanja okvira predmetnog opisa. Na način na koji se ovde koriste izrazi „i/ili” uključuju bilo koju ili sve kombinacije jednog ili više elemenata koji se daju u njihovom nastavku.

Terminologija koja se ovde koristi služi samo u svrhu opisivanja pojedinačnih izvođenja i nije data sa namerom da se ograniči pronalazak. Na način na koji se ovde koriste oblici u jednini su dati sa namerom da takođe obuhvataju i množinu osim kada se iz konteksta može jasno videti da to nije slučaj. Zatim će se podrazumevati da izrazi „obuhvata”, „obuhvatajući” i/ili „uključuje” kada se ovde koriste označavaju prisustvo navedenih karakteristika, faza, operacija, elemenata i/ili komponenata, ali ne isključuju prisustvo ili dodavanje jedne ili više ostalih karakteristika, faza, operacija, elemenata i/ili komponenata i/ili njihovih grupa.

Ukoliko nije drugačije definisano svi izrazi (uključujući tehničke i naučne izraze) koji se ovde koriste imaju značenje koje se uobičajeno razume od strane prosečenog stručnjaka iz oblasti tehnike kojoj pripada donji opis. Zatim se podrazumeva da izrazi koji se ovde koriste treba da budu tumačeni tako da imaju značenje koje je u skladu sa njihovim značenjem u kontekstu ovog opisa i u relevantnom stanju tehnike i ne treba da budu tumačeni kao idealizovani ili previše formalni osim kada to nije izričito navedeno.

Kratka diskusija o kapacitetu hlađenja i efikasnosti u zavisnosti od ulazne struje kojom se napaja TEC (koji se takođe može nazivati i termoelektrična toplotna pumpa) može biti od koristi da bi se dao kontekst i pomoć prilikom razumevanja opisa. Slika 1 je linijski grafik koji prikazuje rashladni kapacitet (Q) i efikasnost hlađenja (predstavljenu koeficijentom proizvodnosti COP) TEC uređaja u odnosu na ulaznu struju kojom se napaja TEC. Kada se ulazna struja (I) TEC-a povećava, takođe se povećava i rashladni kapacitet TEC-a. Tačka krive rashladnog kapaciteta (Q) koja predstavalja mesto na kome se odvodi maksimalna količina toplote pomoću TEC-a je označena sa Qmax. Stoga, kada TEC radi na Qmax, TEC odvodi najveću moguću količinu toplote. TEC radi na Qmaxna odgovarajućoj maksimalnoj jačini struje Imaxkoja se dovodi u TEC. Slika 1 takođe prikazuje COP TEC-a kao funkciju ulazne struje (I). Za primene u hlađenju COP TEC-a je odnos odvedene toplote prema količini rada (energije) koja ulazi u TEC da bi se odvela toplota. Količina toplote ili kapacitet (Q) na kojoj je COP TEC-a maksimalan je označena sa QCOPmax. TEC radi na QCOPmaxkada se u TEC dovodi struja ICOPmax. Stoga efikasnost (ili COP) TEC-a je maksimalna kada se dovodi struja ICOPmaxdo TEC tako da TEC radi sa QCOPmax.

Kao što će u nastavku biti detaljno diskutovano kod prvenstvenih izvođenja predviđen je kontroler za upravljanje TEC-om (npr. jednom ili više baterija) tako da je u stanju regularnog režima rada aktiviran jedan ili više TEC i radi na QCOPmaxi ostali TEC su deaktivirani da bi se maksimizovala efikasnost. Broj aktiviranih TEC i suprotno tome broj deaktiviranih TEC je određen potrebom. Suprotno tome, u toku prelaznih uslova kao što je spuštanje ili podizanje jedan ili više (i po mogućnosti svi) TEC su aktivirani i rade u skladu sa željenim profilom rada. Jedan primer željenog profila rada uključuje aktiviranje i rad svih postojećih TEC na Qmaxda bi se minimizovalo vreme spuštanja ili podizanja rada. Međutim drugi profil rada može alternativno da obezbeđuje kompromis između vremena spuštanja ili podizanja i efikasnosti kada su, primera radi, svi TEC aktivirani i radi u tački između QCOPmaxi Qmax. Treba da bude prepoznato da upravljanje TEC nije ograničeno na prethodne ilustrativne primere.

Kod nekih izvođenja kontroler 106 uključuje hardverski procesor i pridruženu memoriju tako da se može izvesti da se memorišu instrukcije koje omogućavaju da hardverski procesor izvodi različite upravljačke operacije koje su ovde opisane.

Kao što je gore navedeno slika 1 prikazuje rashladni kapacitet pojedinačnog TEC. Povećavanjem broja TEC linearno raste kapacitet odvođenja toplote bez uticaja na radni COP termoelektričnog rashladnog sistema koji koristi više TEC. Stoga, ukoliko termoelektrični rashladni sistem obuhvata četiri TEC-a kapacitet odvođenja toplote termoelektričnog rashladnog sistema se četvorostruko uvećava u poređenju sa izvođenjem termoelektričnog rashladnog sistema koji koristi jedan TEC što omogućava da ceo sistem, kod nekih prvenstvenih izvođenja, radi u različitim stanjima između isključenog stanja (ulazna struja = 0), QCOPmax(ulazna struja = ICOPmax) i Qmax(ulazna struja = Imax).

Pre diskutovanja detalja i rada termoelektričnog rashladnog sistema od koristi je da se prodiskutuje višestruka TEC baterija koja omogućava odvojeno i selektivno upravljanje TEC. Reprezentativna višestruka TEC baterija 112 je prikazana na slici 2. Baterija 112 koristi više TEC 120a-120f uređaja. Korišćenje više TEC manjeg kapaciteta je korisnije u poređenju sa korišćenjem jednog TEC sa velikim kapacitetom, jer se više TEC mogu imati odvojeno upravljanje što omogućava željeni rad pod različitim uslovima. Nasuprot tome jedan predimenzionisan TEC konstruisan da obezbedi maksimalni željeni kapacitet za spuštanje ili podizanje rada ne obezbeđuje fleksibilnost rada jednog ili više TEC u okolini vrednosti maksimalne efikasnosti (QCOPmax). Drugim rečima, predimenzionisani TEC konstruisan da radi efikasno na maksimalnom kapacitetu ne bi bio sposoban da radi efikasno na malom kapacitetu, dok jedan ili više višestrukih malih TEC mogu biti aktivirani i upravljani na (ili u njenoj blizini) tački maksimalne efikasnosti u širokom opsegu radnih uslova uključujući tu i režim regularnog rada. Bilo koji ili više TEC 120a-120f ili cela baterija 112 koja obuhvata više TEC 120a-120f može se nazivati termoelektričnom toplotnom pumpom.

Baterija 112 prikazana na slici 2 je samo jedan primer baterije sa više TEC koja dopušta odvojeno i selektivno upravljanje različitim podskupovima TEC prema željenoj shemi upravljanja. Uopšteno, baterija sa više TEC može da bude konstruisana da sadrži bilo koji broj TEC i da dopušta da se bilo kojim brojem podskupova TEC može odvojeno upravljati gde svaki skup sadrži u opštem slučaju jedan ili više TEC. Zatim različiti podskupovi TEC mogu imati isti ili različit broj TEC. Dodatni detalji u vezi sa TEC baterijama su opisani u publikaciji patentne prijave US br. 2013/0291555 A1 pod naslovom: Upravljačka shema termoelektričnim rashladnim sistemom za rad sa visokom efikasnošću.

Kao što je prikazano na slici 2 baterija 112 uključuje TEC-ove 120a-120f (sa uopštenim pozivanjem u zbiru kao TEC-ovi 120 i pojedinačno kao TEC 120) koji su postavljeni na veznoj ploči 122. TEC 120 su uređaji sa tankim filmom. Neki neograničavajući primeri TEC sa tankim filmom su objavljeni u US patentu br. 8,216,871 pod nazivom postupak proizvodnje termoelektričnog modula sa tankim filmom. Vezna ploča 122 uključuje elektroprovodne kanale 124a-124d (na koje se pozivanje vrši zbirno kao na kanale 124 i pojedinačno kao na kanal 124) koji definišu četiri podskupa TEC 120a-120f. TEC-ovi 120a-120b su redno električno povezani jedan sa drugim preko kanala 124a i obrazuju prvi podskup TEC 120. Slično TEC 120c-120d su redno električno povezani jedan sa drugim kanalom 124b i obrazuju drugi podskup TEC 120. TEC 120e je povezan na kanal 124d i obrazuje treći podskup TEC 120, dok je TEC 120f povezan sa kanalom 124c i obrazuje četvrti podskup TEC 120. Kontroler koji je ovde opisan može selektivno da upravlja prvim podskupom TEC 120 (tj. 120a i 120b) upravljanjem strujom koja se dovodi kanalom 124a, zatim može selektivno da upravlja drugim podskupom TEC 120 (tj. TEC 120c i 120d) kontrolisanjem struje u kanalu 124b, može selektivno da upravlja trećim podskupom TEC 120 (tj. TEC 120e) upravljanjem strujom u kanalu 124d i može selektivno da upravlja četvrtim podskupom TEC 120 (tj. TEC 120f) upravljanjem strujom u kanalu 124c. Stoga, koristeći TEC 120a i 120b kao primere, kontroler može selektivno da aktivira/deaktivira TEC 120a i 120b bilo zaustavljanjem struje u kanalu 124a (deaktivacija) bilo puštanjem struje u kanal 124a (aktivacija), selektivno može da poveća ili smanji struju u kanalu 124a kada su TEC 120a i 120b aktivirani i/ili da upravlja strujom u kanalu 124a na takav način da kontroliše radni ciklus TEC 120a i 120b nakon aktivacije (npr. modulacijom širine impulsa struje).

Vezna ploča 122 obuhvata otvore 126a i 126b (na koje će se uopšteno pozivati zbirno kao na otvore 126 ili otvor 126) koji otkrivaju donju površinu TEC 120a-120f. Kada je baterija 112 smeštena između vruće stranice (odvođenje) izmenjivača toplote i hladne strane (prihvatanje) izmenjivača toplote (kao što je prikazano na slici 3) otvori 126a i 126b omogućavaju stranicama TEC 120a-120f da budu termički povezane sa odgovarajućim izmenjivačem toplote.

U skladu sa izvođenjima predmetnog pronalaska u toku rada kontroler, koji je ovde opisan, može selektivno da aktivira ili deaktivira bilo koju kombinaciju podskupova TEC 120 puštanjem ili zaustavljanjem struje u odgovarajućim kanalima 124a-124d. Zatim, kontroler može da upravlja radnim tačkama aktivnih TEC 120 upravljanjem količinom (ili radnim ciklusom) struje koja prolazi kroz odgovarajuće kanale 124a-124d. Na primer, ukoliko treba aktivirati samo prvi podskup TEC 120 i on treba da radi na QCOPmaxu stanju regularnog rada kontroler može da obezbeđuje struju jačine ICOPmaxza kanal 124a i time da aktivira TEC 120a i 120b i da TEC 120a i 120b rade na QCOPmax, dok se zaustavlja struja u ostalim kanalima 124b-124d i time se deaktiviraju ostali TEC 120c-120f.

Slika 3 prikazuje termoelektrični rashladni sistem 100 radi pomoći u razumevanju izvođenja pronalaska. Kao što je prikazano termoelektrični rashladni sistem 100 uključuje rashladnu komoru 102, izmenjivač toplote 104 i kontroler 106 koji upravlja hlađenjem unutar rashladne komore 102. Izmenjivač toplote 104 uključuje element 108 izmenjivača toplote na vrućoj strani i element 110 izmenjivača toplote na hladnoj strani, kao i bateriju 112 koja obuhvata više TEC (koja može da odgovara bateriji 112 i TEC 120 prikazanim na slici 2), pri čemu svaki TEC ima hladnu stranu koja je termički povezana sa hladnom stranom (prihvatanje) elementa 110 izmenjivača toplote i vruću stranu koja je termički povezana sa vrućom stranom (odvođenje) elementa 108 izmenjivača toplote. Ti TEC su prvenstveno uređaji u vidu tankog filma. Kada je jedan ili više TEC aktiviran kontrolerom 106 aktivirani TEC rade tako da zagrevaju toplu stranu elementa 108 izmenjivača toplote i hlade hladnu stranu elementa 110 izmenjivača toplote čime potpomažu prenos toplote da bi se odvela toplota iz rashladne komore 102. Detaljnije, kada su jedan ili više TEC aktivirani topla strana elementa 108 izmenjivača toplote se zagreva i time obrazuje isparivač i hladna strana elementa 110 izmenjivača toplote se hladi i time obrazuje kondenzator.

U toku rada kao kondenzator hladna strana 110 izmenjivača toplote potpomaže odvođenje toplote iz rashladne komore 102 preko prihvatne petlje 114 povezane sa hladnom stranom elementa 110 izmenjivača toplote. Prihvatna petlja 114 je termički povezana sa unutrašnjim zidom 115 termoelektričnog rashladnog sistema 100. Unutrašnji zid 115 definiše rashladnu komoru 102. Kod jednog izvođenja prihvatna petlja 114 je integrisana u unutrašnji zid 115 ili je integrisana direktno u površinu unutrašnjeg zida 115. Prihvatna petlja 114 je obrazovna od bilo koje vrste cevi koja omogućava da rashladni medijum (npr. dvofazna rashladna tečnost) teče ili prolazi kroz prihvatnu petlju 114. Zahvaljujući termičkoj povezanosti prihvatne petlje 114 i unutrašnjeg zida 115 rashladni medijum odvodi toplotu iz rashladne komore 102 kada rashladni medijum teče kroz prihvatnu petlju 114. Prihvatna petlja 114 može biti obrazovana, primera radi, od bakarnih cevi, plastičnih cevi, cevi od nerđajućeg čelika, aluminijumskih cevi ili sličnog.

Kondenzator obrazovan hladnom stranom elementa 110 izmenjivača toplote i prihvatna petlja 114 rade prema bilo kojoj prihvatljivoj tehnici izmene toplote. Kod jednog prvenstvenog izvođenja prihvatna petlja 114 radi u skladu sa principima termosifona (tj. deluje kao termosifon) tako da rashladni medijum putuje od hladne strane elementa 110 izmenjivača toplote kroz prihvatnu petlju 114 i vraća se nazad do hladne strane elementa 110 izmenjivača toplote i time hladi rashladnu komoru 102 koristeći dvofazni, pasivni transport toplote. (Kao alternativa prihvatna petlja 114 može da bude zamenjena toplotnom cevi koja uključuje odvodni medijum kod koga kapilarne sile u fitilju osiguravaju povratak tečnosti sa toplog završetka do hladnog, što je suprotno od termosifona koji radi na principu gravitacije bez potrebe za medijumom sa efektom fitilja.) Naročito se pasivno izmenjivanje toplote izvodi prirodnom konvekcijom između rashladnog medijuma u prihvatnoj petlji 114 i rashladne komore 102. Kod jednog izvođenja rashladni medijum je u tečnom stanju kada rashladni medijum dolazi u termički kontakt sa rashladnom komorom 102. Posebno se pasivno izmenjivanje toplote odvija između okoline u rashladnoj komori 102 i rashladnom medijumu unutra prihvatne petlje 114 tako da temperatura u rashladnoj komori 102 opada, a temperatura rashladnog medijuma raste i/ili prolazi kroz promenu faze. Kada temperatura rashladnog medijuma raste smanjuje se gustina rashladnog medijuma, kao što je to slučaj kod isparavanja. Kao rezultat rashladni medijum se pomera u smeru na gore silama potiska u prihvatnoj petlji 114 i kreće se prema izmenjivaču toplote 104 i naročito ka hladnoj strani elementa 110 za izmenu toplote. Rashladni medijum dolazi u termički kontakt sa hladnom stranom elementa 110 izmenjivača toplote pri čemu se razmena toplote dešava između rashladnog medijuma i hladne strane elementa 110 izmenjivača toplote. Kada se razmena toplote dešava između rashladnog medijuma i hladne strane elementa 110 izmenjivača toplote rashladni medijum kondenzuje i ponovo teče kroz prihvatnu petlju 114 zahvaljujući gravitaciji da bi odveo dodatnu toplotu iz rashladne komore 102. Stoga, kod nekih izvođenja prihvatna petlja 114 deluje kao isparivač prilikom hlađenja rashladne komore 102.

Kao što je gore navedeno izmenjivač 104 toplote uključuje bateriju 112 smeštenu između vruće strane elementa 108 izmenjivača toplote i hladne strane elementa 110 izmenjivača toplote. TEC uređaji u bateriji 112 imaju vruće strane (tj. strane koje su vruće u toku rada TEC) koje su termički povezane sa vrućom stranom elementa 108 izmenjivača toplote i hladnim stranama (tj. strane koje su hladne u toku rada TEC) koje su termički povezane sa hladnom stranom elementa 110 izmenjivača toplote. TEC unutar baterije 112 efikasno potpomažu prenos toplote između hladne strane elemente 110 izmenjivača toplote i vruće strane elementa 108 izmenjivača toplote. Detaljnije, kada se prenos toplote dešava između rashladnog medijuma u prihvatnoj petlji 114 i hladne strane elementa 110 izmenjivača toplote aktivni TEC prenose toplotu između hladne strane elementa 110 izmenjivača toplote i vruće strane elementa 108 izmenjivača toplote.

Kada radi kao isparivač vruća strana elementa 108 izmenjivača toplote potpomaže odvođenje toplote u spoljašnju okolinu rashladne komore 102 preko odvodne petlje 116 povezane sa vrućom stranom elementa 108 izmenjivača toplote. Odvodna petlja 116 je termički povezana sa spoljašnjim zidom 118 ili spoljašnjim omotačem termoelektričnog rashladnog sistema 100. Spoljašnji zid 118 je u direktom termičkom kontaktu sa spoljašnjom okolinom rashladne komore 102. Zatim, spoljašnji zid 118 je termički izolovan od prihvatne petlje 114 i spoljašnjeg zida 115 (a time i od rashladne komore 102) pomoću, primera radi, odgovarajuće izolacije. Kod jednog izvođenja odvodna petlja 116 je integrisana u spoljašnji zid 118 ili je integrisana na površinu spoljašnjeg zida 118. Odvodna petlja 116 je obrazovana od bilo koje vrste cevi koja omogućava da medijum za prenos toplote (npr. dvofazna rashladna tečnost) teče ili prolazi kroz odvodnu petlju 116. Zbog termičke povezanosti odvodne petlje 116 i spoljašnje okoline medijum za prenos toplote odvodi toplotu do spoljašnje okoline kada medijum za prenos toplote teče kroz odvodnu petlju 116. Odvodna petlja 116 može da bude formirana od, primera radi, bakarnih cevi, plastičnih cevi, cevi od nerđajućeg čelika, aluminijumskih cevi i sl.

Isparivač obrazovan na vrućoj strani elementa 108 izmenjivača toplote i odvodna petlja 116 rade prema bilo kojoj pogodnoj tehnici izmene toplote. Kod jednog prvenstvenog izvođenja odvodna petlja 116 radi u skladu sa principima termosifona (tj. radi kao termosifon) tako da medijum za prenos toplote putuje od vruće strane elementa 108 izmenjivača toplote kroz odvodni vod 116 i vraća se nazad do vruće strane elementa 108 izmenjivača toplote čime odvodi toplotu koristeći dvofazni pasivni transport toplote. Naročito, vruća strana elementa 108 izmenjivača toplote prenosi toplotu primljenu sa hladne strane elementa 110 izmenjivača toplote do medijuma za prenos toplote unutar odvodne petlje 116. (Alternativno, odvodna petlja 116 može da bude zamenjena toplotnom cevi). Kada je toplota preneta do medijuma za prenos toplote, medijum za prenos toplote menja fazu i putuje kroz odvodnu petlju 116 i dolazi u termički kontakt sa spoljašnjim zidom 118 tako da se toplota ispušta u okolinu (npr. ambijentalnu okolinu) izvan rashladne komore 102. Kada je medijum za prenos toplote unutar odvodne petlje 116 u direktnom termičkom kontaktu sa spoljašnjim zidom 118 dolazi do pasivne razmene toplote između medijuma za prenos toplote u odvodnoj petlji 116 i ambijentalnoj okolini. Kao što je dobro poznato pasivna razmena toplote prouzrokuje kondenzaciju medijuma za prenos toplote unutar odvodne petlje 116 tako da se medijum za prenos toplote vraća do izmenjivača 104 toplote pod dejstvom gravitacije. Stoga odvodna petlja 116 radi kao kondenzator kada odvodi toplotu u okolinu van rashladne komore 102. Kod nekih izvođenja izmenjivač 104 toplote nije u direktnom termičkom kontaktu sa rashladnom komorom 102 i umesto toga, termički je izolovan od rashladne komore 102. Slično, izmenjivač 104 toplote nije u direktnom termičkom kontaktu sa spoljašnjim zidom 118 i umesto toga, termički je izolovan od spoljašnjeg zida 118. U skladu sa tim, kao što će u nastavku biti detaljno opisano, izmenjivač 104 toplote je termički izolovan i od rashladne komore 102 i od spoljašnjeg zida 118 termoelektričnog rashladnog sistema 100. Važno je da to prouzrokuje efekat termičke diode koji sprečava curenje toplote nazad u rashladnu komoru 102 kada je TEC deaktiviran.

Kontroler 106 radi tako da upravlja TEC-ovima unutar baterije 112 da bi održavao željenu zadatu vrednost temperature unutar rashladne komore 102. Uopšteno, kontroler 106 radi tako da selektivno aktivira/deaktivira TEC, selektivno upravlja ulaznom strujom u TEC i/ili selektivno upravlja radnim ciklusom TEC da bi održavao željenu zadatu vrednost temperature. Zatim, kod prvenstvenih izvođenja kontroler 106 je u mogućnosti da odvojeno ili nezavisno upravlja jednim ili više, kod nekih izvođenja, sa dva ili više podskupova TEC, gde svaki podskup obuhvata jedan ili više različitih TEC. Stoga, kao primer, ukoliko postoji četiri TEC u bateriji 112 kontroler 106 može da omogući odvojeno upravljanje prvog pojedinačnog TEC, drugog pojedinačnog TEC ili grupom od dva TEC (npr prvim i drugim TEC i grupom od dva TEC). Ovim postupkom kontroler 106 može, na primer, selektivno da aktivira jedan, dva, tri ili četiri TEC nezavisno, sa maksimalnom efikasnošću, a na način na koji diktira potreba.

Nastavljajući ovaj primer, kontroler 106 može da bude u mogućnosti da odvojeno i selektivno upravlja sledećim: (1) aktiviranjem/deaktiviranjem prvog zasebnog TEC, ulaznom strujom prvog TEC i/ili radnim ciklusom prvog zasebnog TEC; (2) aktiviranjem/deaktiviranjem drugog zasebnog TEC, ulaznom strujom drugog zasebnog TEC i/ili radnim ciklusom drugog zasebnog TEC i (3) aktiviranjem/deaktiviranjem grupe od dva TEC, ulaznom strujom grupe od dva TEC i/ili radnim ciklusom grupe od dva TEC. Korišćenjem selektivnog odvojenog upravljanja različitim podskupovima TEC kontroler 106 prvenstveno upravlja TEC da bi poboljšao efikasnost termoelektričnog rashladnog sistema 100. Na primer, kontroler 106 može da upravlja TEC da bi maksimizovao efikasnost prilikom rada u regularnom stanju, kao što je slučaj kada je rashladna komora 102 na zadatoj vrednosti temperature ili u unapred zadatom opsegu vrednosti temperature. Međutim u toku spuštanja ili podizanja kontroler 106 može da upravlja TEC da bi postigao željene radne karakteristike kao što su na primer maksimiziranje odvođenja toplote iz rashladne komore 102 uz ostvarivanje kompromisa između vremena spuštanja/podizanja i efikasnosti i slično.

Dok prethodna diskusija slika 2 i 3 opisuje izvođenja koja omogućavaju selektivno upravljanje različitim TEC na jednoj bateriji 112 treba da bude prepoznato da se slični principi mogu koristiti za upravljanje višestrukim TEC koji mogu biti postavljeni u različitim baterijama (npr. gde svaka ima jedan ili više TEC) ili drugim podlogama, koje mogu biti postavljene između uparenih površina jednog ili više sklopova izmenjivača toplote (npr. između prve hladne stane (prihvatne) i prve vruće strane (odvodne) ili između prve i druge hladne (prihvatne) strane izmenjivača toplote koje su uparene sa odgovarajućom prvom i drugom vrućom (odvodnom) stranom izmenjivača toplote).

Kao što je prethodno naznačeno termoelektrični rashladni sistem 100 opisan u vezi sa slikom 3 može da koristi pasivni podsistem prihvatanja toplote i pasivni sistem odvođenja toplote, koji može da obuhvata termosifon ili toplotnu cev. Takvi pasivni podsistemi su od prednosti jer se izbegavaju pokretni delovi i stoga imaju visoku pouzdanost i mogu da rade u tišini. Pasivni podsistemi za prihvat i odvođenje toplote međutim mogu da imaju nedostatak u manjku raspoložive površine u toku perioda velikog opterećenja toplotom (npr. prelazni uslovi) i pasivni podsistemi odvoda toplote mogu da imaju nedostatak manjka raspoložive površine u toku odvođenja toplote na visokim temperaturama, ali takvi sistemi mogu da obezbede odlično adekvatan uređaj za prenos toplote u toku rada pod regularnim uslovima.

Da bi se prevazišla ograničenja pasivnog podsistema prihvatanja i/ili odvođenja toplote koji se mogu koristiti za hlađenje komora ili površina takvi podsistemi mogu biti prošireni sa najmanje jednom fazom prinudne konvekcije koja se selektivno uključuje, a prema određenim izvođenjima predmetnog pronalaska. Kod nekih izvođenja jedinica za prinudnu konvekciju može da obuhvata jedan ili više ventilatora, duvača, eduktora ili drugog elementa sa prenosom. Mada se određena izvođenja, koja su ovde opisana, odnose na korišćenje ventilatora treba da se podrazumeva da ventilator predstavlja samo jedan tip jedinice za prinudnu konvekciju i da se mogu koristiti bilo koji pogodni tipovi uređaja za prinudnu konvekciju umesto ventilatora ili uključujući ventilatore. Korišćenjem najmanje jedne jedinice za prinudnu konvekciju koja je u radu samo prilikom velikih toplotnih opterećenja i/ili pod uslovima odvođenja toplote na visokim temperaturama, podsistemi za prihvatanje i/ili odvođenje toplote mogu da obezbede dovoljan kapacitet da omoguće rad pod uslovima prelaznog velikog toplotnog opterećenja, pri čemu se zadržavaju prednosti potpuno pasivnog transporta toplote u toku normalnih radnih uslova (npr. u regularnom radu).

Kod nekih izvođenja može biti korišćena faza podizanja sistema prinudnom konvekcijom radi proširenja pasivne pojedinačne faze odvodnog ili prihvatnog sistema koji može da se koristi za hlađenje komore ili površine. Kod nekih izvođenja može biti korišćena faza podizanja sistema prinudnom konvekcijom radi proširenja dvofaznog odvodnog ili prihvatnog sistema koji može da se koristi za hlađenje komore ili površine. Kod nekih izvođenja najmanje jedna jedinica za prinudnu konvekciju može biti izvedena u blizini najmanje jednog izmenjivača toplote na prihvatnoj strani i/ili odvodnoj strani sistema za transport toplote.

Kod nekih izvođenja najmanje jedna jedinica za prinudnu konvekciju radi u toku perioda visokih toplotnih opterećenja (npr. prelaznih uslova kao što je spuštanje ili podizanje) i/ili uslova visoke temperature odvođenja, ali ne radi u toku normalnih uslova (npr. uključujući toplotna opterećenja u regularnom režimu rada i uobičajenim uslovima okoline) kada su pasivni podsistemi transporta toplote dovoljni za toplotu koja treba da bude prihvaćena sa površine ili iz komore koje se rashlađuju i/ili za toplotu koju treba odvesti u okolinu. U toku inicijalnog pothlađivanja u povišenim uslovima okoline ili kao odgovor na nenormalna unutrašnja opterećenja može se aktivirati najmanje jedna jedinica za prinudnu konvekciju da potpomogne primarni pasivni sistem transporta da bi se otklonili ili ublažili nenormalni uslovi. U toku normalnog rada na standardnim uslovima okoline jedinice za prinudnu konvekciju će biti u potpunosti deaktivirane čime omogućavaju potpun pasivni rad i izbegava se potrošnja energije i buka koji su karakteristični za rad jedinice/jedinica za prinudnu konvekciju. Stoga, kod prvenstvenih izvođenja primarni pasivni podsistem transporta toplote je dovoljan da savlada radno opterećenje pod svim uslovima, dok jedna ili više jedinica za prinudnu konvekciju rade opciono kao sekundarni podsistemi za obezbeđenje podrške radu kada je to poželjno, ali jedinice za prinudnu konvekciju nisu potrebne za osnovni rad sistema i stoga ne utiču na ukupnu pouzdanost sistema.

Mada su ovde opisane spoljašnje i unutrašnje jedinice za prinudnu konvekciju neka izvođenja mogu da koriste samo unutrašnje jedince za prinudnu konvekciju ili samo spoljašnje jedinice za prinudnu konvekciju. Kod nekih izvođenja mogu biti predviđene višestruke unutrašnje jedinice za prinudnu konvekciju i/ili višestruke spoljašnje jedinice za prinudnu konvekciju. Kod nekih izvođenje mogu biti predviđeni višestruki unutrašnji ventilatori i/ili višestruki spoljašnji ventilatori i njima se može odvojeno upravljati da bi dopustili da slično postavljeni ventilatori rade sekvencijalno ili da rade zajedno u zavisnosti od toga šta je neophodno da se zadovolje termičke potrebe ili drugi zahtevi. Kod nekih izvođenja jedna ili više jedinica za prinudnu konvekciju mogu biti upravljane višefaznim ili kontrolerom varijabilne brzine da bi dopustile da tok konvekcije bude varijabilan u zavisnosti od potrebe i/ili ograničenja u vezi sa snagom ili bukom.

Kod nekih izvođenja kontroler dobija podatke o temperaturi karakterističnoj za najmanje jedno od mesta: (i) temperatura ambijentalne okoline u kojoj je sistem transporta toplote, (ii) temperatura komore ili površine koju treba ohladiti. Kontroler aktivira najmanje jednu jedinicu za prinudnu konvekciju nakon detekcije uslova karakterističnih za najmanje jedno od sledećih stanja: temperatura komore ili površine prelazi opseg temperature regularnog rada koji uključuje zadatu vrednost temperature ili zadati opseg vrednosti temperature i temperature okoline prelazi prag temperature spoljašnje okoline ili prag opsega temperature spoljašnje okoline. Kontroler deaktivira najmanje jednu jedinicu za prinudnu konvekciju nakon detekcije uslova karakterističnih za jedno od sledećih stanja: temperatura komore ili površine je unutar opsega temperature regularnog stanja i/ili temperatura spoljašnje okoline je ispod praga temperature spoljašnje okoline ili opsega temperatura spoljašnje okoline.

Slika 4 je pogled u perspektivi najmanje dela sistem 200 za transport toplote koji uključuje jedinicu 221 za prinudnu konvekciju (npr. ventilator) izveden da poboljša hlađenje izmenjivača 208 toplote u termičkom kontaktu sa fluidnim vodom ili petljom 214 prema jednom izvođenju pronalaska. Sistem 200 za transport toplote može se prvenstveno koristiti kao deo termoelektričnog rashladnog sistema, ali nije ograničen za korišćenje sa termoelektričnim rashladnim elementima. Fluidni vod ili petlja 214 je prvenstveno izvedena za pasivno kretanje fluida za prenos toplote i može da predstavlja termosifon ili toplotnu cev. Priključak 209 može da bude izveden u protočnoj vezi sa fluidnim vodom ili petljom 214 da bi dopustio dodavanje fluida za prenos toplote. Sistem 200 za transport toplote može da bude izveden u termičkoj vezi sa najmanje jednom površinom ili komorom (nisu prikazani) koju treba rashladiti, na primer postavljanjem dela fluidnog voda ili petlje 214 ili postavljanjem površine izmenjivača 208 toplote u termičku komunikaciju sa površinom ili komorom koju treba ohladiti. Kod nekih izvođenja izmenjivač 208 toplote može biti izveden u provodnoj termičkoj komunikaciji sa najmanje jednim TEC ili sa termoelektričnom baterijom (nije prikazana) kao što je to prethodno opisano. Kod nekih izvođenja fluidni vod ili petlja 214 i izmenjivač 208 toplote se mogu koristiti za prihvatnu (hladnu) stranu sistema za hlađenje. Kod nekih izvođenja fluidni vod ili petlja 214 i izmenjivač 208 toplote se mogu koristiti na odvodnoj (vrućoj) strani rashladnog sistema, gde izmenjivač 208 služi kao toplotni ponor za rasipanje toplote u spoljašnju okolinu. Kod prvenstvenih izvođenja jedinica 221 za prinudnu konvekciju se selektivno uključuje da bi radila samo u toku uslova visokog toplotnog opterećenja i/ili uslova odvođenja toplote na visokim temperaturama i jedinica 221 za prinudnu konvekciju se isključuje u stanju regularnog rada i/ili normalnih uslova spoljašnje okoline kada fluidni vod ili petlja 214 i izmenjivač 208 toplote rade pasivno bez potrebe da se transport toplote poboljša prinudnom konvekcijom.

Slika 5 je pogled u perspektivi najmanje dela sistema 250 za koji uključuje jedinicu 271 za prinudnu konvekciju koja se selektivno uključuje i izvedena je da poboljša rashlađivanje toplotnog ponora 277 koji sadrži fluid i ima rebra i nalazi se u termičkoj komunikaciji sa izmenjivačem toplote 258 pomoću fluidnog voda ili petlje 264 prema jednom izvođenju predmetnog pronalaska. Sistem 250 za transport toplote može se prvenstveno koristiti kao deo termoelektričnog rashladnog sistema, ali nije ograničen na korišćenje sa termoelektričnim rashladnim elementima. Fluidni vod ili petlja 264 je prvenstveno izvedena za pasivno premeštanje fluida za prenos toplote i može da bude u vidu termosifona ili toplotne cevi. Priključak 259 može biti izveden u protočnoj komunikaciji sa fluidnim vodom ili petljom 264 da bi dopustio dodavanje fluida za prenos toplote. Sistem 250 za transport toplote može biti izveden u termičkoj komunikaciji sa najmanje jednom površinom ili komorom (nisu prikazani) koje treba rashladiti postavljanjem dela fluidnog voda ili petlje 264 ili postavljanjem površine izmenjivača 258 toplote termičku komunikaciju sa površinom ili komorom koje treba rashladiti. Kod nekih izvođenja izmenjivač 258 toplote može biti izveden u provodnoj termičkoj komunikaciji sa najmanje jednim TEC ili termoelektričnom baterijom (nije prikazana) kao što je to ovde prethodno opisano. Kod nekih izvođenja fluidni vod ili petlja 264 i izmenjivač 258 toplote mogu se koristiti na prihvatnoj (hladnoj) strani rashladnog sistema. Kod nekih izvođenja fluidni vod ili petlja 264 i izmenjivač 258 toplote mogu se koristiti na odvodnoj (vrućoj) strani rashladnog sistema sa fluidnim toplotnim ponorom 277 sa rebrima koja služe za rasipanje toplote u spoljašnju okolinu. Kod prvenstvenih izvođenja jedinica 271 za prinudnu konvekciju selektivno se uključuje tako da radi samo u uslovima opterećenja velikom toplotom i/ili u uslovima odvođenja toplote na visokim temperaturama i jedinica 271 za prinudnu konvekciju se isključuje u toku regularnog stanja i/ili normalnih uslova spoljašnje okoline kada fluidni vod ili petlja 264, izmenjivač 258 toplote i toplotni ponor 277 sa rebrima rade pasivno bez potrebe za poboljšanim transportom toplote pomoću prinudne konvekcije.

Slika 6 Prikazuje termoelektrični rashladni sistem 300 prema jednom izvođenju predmetnog pronalaska. Rashladni sistem 300 obuhvata rashladnu komoru 302 koja je ograničena unutrašnjim zidom 303, a koji je okružen spoljašnjim zidom 301 ili spoljašnjom oblogom. Termička izolacija (nije prikazana) je prvenstveno izvedena između unutrašnjeg zida 303 i spoljašnjeg zida 301. Primarna prihvatna petlja ili vod 308 je izveden u termičkoj komunikaciji sa rashladnom komorom 302 tako da je u kontaktu sa unutrašnjim zidom 303 ili je direktno integrisana na površinu unutrašnjeg zida 303. Sekundarna prihvatna petlja ili vod 309 može opciono da obuhvata najmanje jednu prihvatnu stranu izmenjivača 307 toplote (koja obuhvata rebra 305) izvedenu da prihvata vazduh iz unutrašnje jedinice 311 za prinudnu konvekciju smeštene u rashladnu komoru 302. Unutrašnja jedinica 311 za prinudnu konvekciju može selektivno da radi da bi poboljšala prenos toplote iz rashladne komore 302 do druge prihvatne petlje ili voda 309 što može biti potrebno prilikom spuštanja ili podizanja rada, ali unutrašnja jedinica 311 za prinudnu konvekciju može biti isključena u toku uslova regularnog rada. Unutrašnja jedinica 311 za prinudnu konvekciju može alternativno (ili dodatno) da radi da bi smanjila stratifikaciju temperature unutar rashladne komore 302, a što može biti detektovano višestrukim temperaturskim senzorima (nisu prikazani) termički povezanim sa rashladnom komorom 302 ili unutrašnjim zidom 303. Prihvatne petlje ili vodovi 308, 309 su izvedeni u kontaktu sa hladnom (prihvatnom) stranom izmenjivača 310 toplote.

Nastavljajući sa pozivanjem na sliku 6 termoelektrični sklop za razmenu toplote obuhvata hladnu (prihvatnu) stranu izmenjivača 310 toplote, najmanje jednu termoelektričnu bateriju 312 koja uključuje TEC i vruću (odvodnu) stranu izmenjivača 314 toplote. Vruća (odvodna) strana izmenjivača 314 toplote je u termičkoj komunikaciji sa fluidnim vodovima ili petljama 316A, 316C (od kojih je svaka prvenstveno izvedena za pasivno kretanje fluida koji prenosi toplotu i može da bude u vidu termosifona ili toplotne cevi) i izvedena je da rasipa energiju na vrućoj (odvodnoj) strani toplotnog ponora 315 i uključuje više redova rebara 317A, 317B. Na vrućoj (odvodnoj) strani toplotni ponor 315, prva fluidna petlja ili vod 316A je u provodnoj termičkoj vezi sa prvim redom rebara 317A i druga fluidna petlja ili vod 316B je u provodnoj termičkoj vezi sa drugim redom rebara 317B. Najmanje jedna spoljašnja jedinica 321 za prinudnu konvekciju je izvedena da poboljša rasipanje toplote sa vruće (odvodne) strane toplotnog ponora 315. Spoljašnja jedinica 321 za prinudnu konvekciju može selektivno da se pušta u rad da bi poboljšala prenos toplote od vruće (odvodne) strane toplotnog ponora 315 u spoljašnju okolinu, a što može biti poželjno u toku spuštanja ili podizanja i/ili nenormalno visokim temperaturskim uslovima odvođenja, ali unutrašnja jedinica 321 za prinudnu konvekciju može da bude isključena u toku faze regularnog rada. Termoelektričnom baterijom 312 i jedinicama 311, 321 za prinudnu konvekciju se upravlja kontrolerom 306 povezanim sa termoelektričnim rashladnim sistemom 300. Mada slika 6 prikazuje jedan termoelektrični sklop za razmenu toplote (npr. uključujući hladnu (prihvatnu) stranu izmenjivača 310 toplote, najmanje jednu termoelektričnu bateriju sa TEC i vruću (odvodnu) stranu izmenjivača 314 toplote), jednu vruću (odvodnu) stranu toplotnog ponora 315, jednu unutrašnju jedinicu 311 za prinudnu konvekciju i jednu spoljašnju jedinicu 321 za prinudnu konvekciju podrazumeva se da mogu biti obezbeđene dva ili više gore opisanih sklopova ili komponenata kod određenih izvođenja, a da bi se obezbedio povećani kapacitet hlađenja, odvojena kontrola ili različito hlađenje komora ili zona (ili delova) i/ili da bi se poboljšala pouzdanost.

Slika 7 je shematski dijagram koji prikazuje povezanost sledećih komponenta: napajanja, senzora, upravljanja i korisničkog interfejsa termoelektričnog rashladnog sistema kao što je sistem 300 sa slike 6 prema jednom izvođenju predmetnog pronalaska. Pored kontrolera 306 i termoelektrične baterije 312 prikazanih na slici 6, slika 7 prikazuje da termoelektrični rashladni sistem može da obuhvata korisnički interfejs 376 izvor 378 napajanja, dodatne uređaje (ACC) 380, napojnu elektroniku 382, temperaturske senzore 354-356 i ventilatore 311, 321 (ili druge jedinice za prinudnu konvekciju). Korisnički interfejs 376 omogućava korisniku da unese različite upravljačke parametre povezane sa termoelektričnim rashladnim sistemom 300 uključujući najmanje jednu zadatu vrednost temperature za rashladnu komoru 302. Kod nekih izvođenja unos upravljačkih parametara može dodatno da uključuje vrednosti za opseg temperature u regularnom radu. Kod nekih izvođenja korisnički interfejs 376 može dodatno da omogući korisniku ili proizvođaču termoelektričnog rashladnog sistema da definiše maksimum dozvoljene temperature za vruću (odvodnu) stranu izmenjivača 314 toplote, vrednosti struje povezane sa ICOPmaxi Imaxi/ili druge parametre. Kod nekih izvođenja neki ili svi upravljački parametri mogu biti programirani ili nepromenljivo kodirani (ugrađeni) na kontroleru 306.

Izvor 378 napajanja obezbeđuje električnu struju za kontroler 306, dodatne uređaje 380 i elektroniku 382 napajanja. Dodatni uređaji 380 mogu da obuhvataju osvetljenje komore i/ili komunikacioni modul za proširene mogućnosti. Kod jednog izvođenja gde je dodatni uređaj 380 komunikacioni modul, dodatni uređaj 380 može da komunicira sa daljinskim uređajima kao što su, ali bez ograničenja na njih, mobilni telefon, računarski uređaj na udaljenoj lokaciji ili čak i sa drugim uređajima termoelektričnog rashladnog sistema. Kod jednog izvođenja gde dodatni uređaj 380 komunicira sa mobilnim telefonom ili udaljenim računarom dodatni uređaj 380 može da obezbedi radne parametre (npr. podatke o temperaturi) termoelektričnog rashladnog sistema 300 i rashladne komore 302 koje predaje udaljenom uređaju ili entitetu. Kod jednog izvođenja gde dodatni uređaj 380 komunicira sa ostalim termoelektričnim rashladnim sistemima dodatni uređaj 380 može da pošalje radne parametre termoelektričnog rashladnog sistema 300 ostalim rashladnim sistemima, tj. zadatu vrednost temperature, gornji i donji prag zadate vrednosti temperature, maksimalnu dozvoljenu temperaturu rashladne komore 302, maksimalnu dozvoljenu temperaturu vruće (odvodne) strane izmenjivača 314 toplote ili slično.

Napojna elektronika 382 u opštem slučaju radi tako da obezbeđuje struju za termoelektričnu bateriju 312 i TEC 320 u zavisnosti od upravljačkih signala sa kontrolera 306. Kod nekih izvođenja napojna elektronika 382 može nezavisno da obezbeđuje struju različitim podskupovima TEC 320. Kod nekih izvođenja takođe se upravlja radnim ciklusima različitih TEC 320. U tom slučaju napojna elektronika 382 može da obezbedi funkciju modulacije širine impulsa kojom se može upravljati radnim ciklusima različitih podskupova TEC.

Kao što je prikazano na slici 7 kontroler 306 je izveden za primanje podataka o temperaturi od temperaturskih senzora 354-356, pri čemu podaci o temperaturi mogu da obuhvataju sledeće: temperaturu (TCH) rashladne komore 302 detektovanu prvim temperaturskim senzorom 354, temperaturu spoljašnje okoline (TAmb) detektovanu drugim temperaturskim senzorom 355 i temperaturu (TR) vruće (odvodne) strane izmenjivača 314 toplote (ili vruće (odvodne) strane toplotnog ponora 315) detektovanu trećim temperaturskim senzorom 356. Na osnovu podataka o temperaturi kontroler 306 određuje tekući režim rada termoelektričnog rashladnog sistema 300. Kao što je prikazano na slici 7 potencijalni režimi rada prema nekim izvođenjima uključuju režim 358 spuštanja sistema, regularni režim 360 rada, režim 362 rada na povišenoj temperaturi, i režim 363 podizanja sistema. Režim 358 spuštanja se dešava kada je termoelektrični rashladni sistem 300 bio uključen i neophodno je da se smanji (ili spusti) temperatura unutar rashladne komore 302. Regularni režim 360 rada se dešava kada je temperatura rashladne komore 302 na ili u okolini željene zadate temperature. Naročito, temperatura rashladne komore 302 je na ili u blizini željene zadate vrednosti temperature kada je temperatura rashladne komore 302 unutar unapred definisanog opsega regularnog rada koji uključuje zadatu temperaturu (npr. kada je zadata temperatura rashladne komore 302 ±2 stepena). Režim 362 rada na povišenoj temperaturi može da se detektuje kada je temperatura vruće (odvodne) strane izmenjivača 314 toplote iznad unapred definisanog maksimuma dozvoljene temperature, što se može desiti kada temperaturski uslovi spoljašnjosti prekoračuju normalni opseg i/ili kada se rashladna komora 302 ne hladi pravilno (npr. ako vrata rashladne komore 302 nisu zatvorena). Režim 362 rada na povišenoj temperaturi je sigurnosni režim u toku koga se aktiviraju spoljašnji ventilator/ventilatori 321 da bi poboljšali prenos toplote sa vruće (odvodne) strane toplotnog ponora 315 u spoljašnju okolinu da bi se dobilo smanjenje temperature vruće (odvodne) strane izmenjivača 314 toplote tako da se smanjuje temperatura vruće strane TEC 320 da bi se TEC 320 zaštitili od oštećenja. Ukoliko rad spoljašnjih ventilatora nije dovoljan da smanji temperaturu vruće (odvodne) strane izmenjivač 314 toplote (i vruće strane TEC 320) onda se dovod struje u TEC može ograničiti da bi se smanjio unos toplote u TEC 320 i time sprečilo oštećenje. Na kraju režim 363 podizanja sistema se dešava kada temperatura u rashladnoj komori 302 poraste izvan opsega regularnog rada usled, primera radi, curenja toplote u rashladnu komoru 302, otvaranja vrata rashladne komore 302 i sličnog.

Rad kontrolera 306 u različitim režimima 358, 360, 362, 363 (kao što je prikazano na slici 7) prema različitim izvođenjima predmetnog pronalaska je prikazan na slici 8. Kada radi u režimu 358 spuštanja kontroler 306 upravlja strujama za sve TEC 320 povezane u najmanje jednu bateriju 312 tako da svi TEC 320 rade na nivou snage između QCOPmaxi Qmax(što odgovara strujama između ICOPmaxi Imax) i željeni profil rada diktira da jedan ili oba ventilatora 311, 321 (ili jedinice za prinudnu konvekciju) rade da bi poboljšale prenos toplote konvekcijom. Kontroler 306 određuje kada je termoelektrični rashladni sistem 300 u režimu 358 spuštanja na osnovu, na primer, inicijalnog puštanja u rad, na primer kada je termoelektrični rashladni sistem 300 bio kupljen ili nakon što je u termoelektrični rashladni sistem dovedena struja nakon odvajanja od izvora struje. Kontroler 306 održava sve TEC 320 na nivou snage između QCOPmaxi Qmaxi održava ventilatore 311, 321 u radu sve dok temperatura rashladne komore 302 nije spuštena na zadatu vrednost temperature ili je unutar prihvatljivog opsega zadate temperature, kao što je to prikazano blokom 366. Kada je rashladna komora 302 spuštena na zadatu temperaturu kontroler 306 deaktivira ventilatore 311, 321 i upravlja radom TEC 320 tako da svi TEC 320 rade na QCOPmaxšto prouzrokuje da se svim TEC 320 u radu dovodi struja ICOPmax. Kontroler 306 može takođe da smanji broj TEC 320 koji su aktivni ili bili aktivirani kada je rashladna komora 302 spuštena na zadatu vrednost temperature.

Kao što je gore navedeno, na osnovu podataka o temperaturi kontroler 306 određuje kada termoelektrični rashladni sistem 300 je u regularnom režimu 360 rada (tj. kada je temperatura rashladne komore 302 jednaka zadatoj vrednosti temperature ili unutar unapred određenog opsega zadatih vrednosti temperature). Kada je u regularnom režimu 360 rada kontroler 306 prvenstveno deaktivira sve ventilatore 311, 321 koji mogu biti u radu i dovodi u rad potreban broj TEC 320 na QCOPmaxkao što je potrebno. U uslovima regularnog režima pasivni transport toplote je prvenstveno dovoljan da toplota bude prihvaćena sa površine ili iz komore koja se hladi i/ili da toplota bude odvedena u spoljašnju okolinu bez potrebe za prinudnom konvekcijom ventilatorima 311, 321. Kod nekih izvođenja svi TEC 320 mogu da rade na QCOPmaxu regularnom režimu 360 rada. U toku regularnog režima 360 rada ako je QCOPmax> Qcurenjakao što je to prikazano blokom 367 temperatura rashladne komore 302 će nastaviti da opada. U ovom slučaju kontroler 306 može da smanji radni ciklus aktiviranih TEC 320 kao što je to prikazano blokom 368. Suprotno tome, ukoliko je QCOPmax< Qcurenjakao što je prikazano blokom 369 temperatura rashladne komore 302 će porasti. U tom slučaju kontroler može da poveća broj aktivnih TEC 320 i da podesi da struja koja se dovodi aktivnim TEC 320 ima vrednost između ICOPmaxi Imaxkao što je to prikazano blokom 370. U ovom kontekstu Qcurenjase odnosi na količinu toplote koja curi u rashladnu komoru 302, kao što je to toplota koja prolazi kroz zaptivač vrata rashladne komore 302, toplota koja se provodi kroz zidove koji okružuju rashladnu komoru 302 ili slično.

Kao što je gore napomenuto kontroler 306 određuje da li je termoelektrični rashladni sistem 300 u režimu 362 rada na povišenoj temperaturi na osnovu podataka o temperaturi sa jednog ili više drugih temperaturskih senzora 355 (koji meri TAmb) i trećeg temperaturskog senzora 356 (koji meri TR). Režim 362 rada na povišenoj temperaturi može da bude detektovan kada je temperatura vruće (odvodne) strane izmenjivača 314 toplote iznad unapred definisane maksimalne dozvoljene temperature, što se može dogoditi kada uslovi temperature okoline prekorače normalan opseg i/ili kada se rashladna komora 302 ne hladi na odgovarajući način (npr. ukoliko vrata rashladne komore 302 nisu zatvorena). Pozivajući se na blok 371 kada je detektovan režim 362 rada na povišenoj temperaturi aktiviraju se spoljašnji ventilator/ventilatori 321 da poboljšaju prenos toplote sa vruće (odvodne) strane toplotnog ponora 315 u spoljašnju okolinu radi smanjenja temperature odvodnog dela vruće (odvodne) strane izmenjivača 314 toplote da bi se zaštitili TEC 320 od oštećenja. Pozivajući se na blok 372 ukoliko rad spoljašnjeg/spoljašnjih ventilatora 321 nije dovoljan da smanji temperaturu vruće (odvodne) strane izmenjivača 314 toplote (i vruće strane TEC 320) onda kontroler 306 može da smanji temperaturu vruće (odvodne) strane izmenjivača 314 toplote deaktiviranjem ili smanjenjem struje u nekim ili svim TEC 320 što olakšava hlađenje ili smanjenjem struje koja se dovodi do TEC 320 da bi se sprečilo oštećenje. Na primer, ukoliko svi TEC 320 rade bilo na QCOPmaxili na Qmaxonda kontroler 306 može da deaktivira jedan ili više TEC 320 ili, što je od prednosti, da deaktivira sve TEC 320. U drugom primeru kada dva podskupa TEC 320 rade na Qmaxkontroler 306 može da deaktivira jedan podskup TEC tako da radi samo drugi podskup TEC 320 na Qmaxi olakšava odvođenje toplote iz rashladne komore 302. U drugom primeru ako jedan podskup TEC 320 radni na QCOPmaxkontroler 306 može da deaktivira aktivan podskup TEC 320 i zatim da aktivira prethodni neaktivni podskup TEC 320 da bi održavao temperaturu rashladne komore 302 što je moguće bliže zadatoj temperaturi bez negativnog uticaja na termoelektričnu bateriju 312. Treba napomenuti da kontroler 306 može da deaktivira bilo koji broj aktivnih TEC 320 i da aktivira bilo koji broj nektivnih TEC 320 kao odgovor na određivanje temperature vruće (odvodne) strane izmenjivača 314 toplote kada ona prekoračuje maksimalnu dozvoljenu temperaturu.

Kao što je gore pomenuto kontroler 306 određuje da temperatura vruće (odvodne) strane izmenjivača 314 toplote prekoračuje unapred određenu dozvoljenu maksimalnu temperaturu i kontroler 306 može da smanji struju koja se dovodi do nekih ili svih radnih TEC 320 kao dopunu ili kao alternativu deaktiviranju nekih ili svih TEC 320. Da bi se dodatno opisao ovaj način rada u slučaju kada svi TEC 320 rade bilo na QCOPmaxili na Qmaxkontroler 306 može da smanji količinu struje koja se dovodi do svakog TEC 320. Na primer, ukoliko svi TEC 320 rade na Qmaxkontroler može da smanji struju sa Imaxna vrednost između ICOPmaxi Imax. Pored toga, ako svi TEC 320 rade na QCOPmaxili na Qmaxkontroler 306 može samo da smanji struju koja se dovodi do nekih od TEC 320 da bi se smanjila temperatura vruće (odvodne) strane izmenjivača 314 toplote. Kod sledećeg izvođenja kontroler 306 može takođe da deaktivira neke od TEC 320 i da istovremeno smanji struju koja se dovodi do nekih ili do svih TEC 320 koji još uvek rade ukoliko temperatura vruće (odvodne) strane izmenjivača 314 toplote prekoračuje unapred određenu maksimalnu dozvoljenu temperaturu.

Kada je u režimu 363 podizanja kontroler 306 prevodi aktivne TEC 320 sa rada na QCOPmaxu rad na Qmaxi aktivira ventilatore 311, 321 kao što je prikazano blokom 373. Režim 363 podizanja se dešava kada u radu u regularnom režimu kontroler 306 dobija podatke o temperaturi od temperaturskog senzora 354 koji pokazuju da je temperatura u rashladnoj komori 302 značajno porasla u kratkom periodu vremena. Naročito, termoelektrični rashladni sistem 300 može da uđe u režim 363 podizanja kada se temperatura u rashladnoj komori 302 poveća iznad temperature gornjeg praga regularnog režima rada (npr. poveća se iznad zadate vrednosti temperature i dodatno za neku unapred definisanu vrednost koja predstavlja gornji prag željenog regularnog opsega rada). Takav način rada se prvenstveno održava sve dok se ne povrati stanje regularnog režima rada.

Treba napomenuti da upravljački blokovi 366-373 prikazani na slici 8 za različite režime 358, 360, 362, 363 predstavljaju samo primere. Način na koji kontroler 306 upravlja TEC 320 i ventilatorima 311, 321 u svakom od režima 358, 360, 362 i 363 može da varira u zavisnosti od specifične primene. Uopšteno, kao što je gore diskutovano, kontroler 306 upravlja TEC 320 da bi smanjio temperaturu rashladne komore 302 bilo u režimu 358 spuštanja ili u režimu 363 podizanja i aktiviraju se ventilatori 311, 321. Tačan način na koji se preduzimaju ove mere može da varira. Na primer ukoliko je radni profil takav da se zahteva minimalno vreme spuštanja ili podizanja rada kontroler 306 može da aktivira sve TEC 320 na Qmaxi 100% radnim ciklusom (koji je uvek uključen) dok su ventilatori 311, 321 aktivni. Na suprot tome ukoliko je poželjan kompromis između vremena spuštanja ili podizanja i zahteva se efikasnost kontroler 306 može, na primer, da aktivira sve TEC 320 na QCOPmaxsa 100% radnim ciklusom (uvek uključen) ili na bilo kojoj vrednosti između QCOPmaxi na Qmax. U drugom primeru brzina jednog ili više ventilatora 311, 321 može da bude stepenasto podešena ili da bude u suštini kontinualna ili, slično tome, ventilatori 311, 321 mogu da rade sekvencijalno u skladu sa signalima koji se primaju od kontrolera 306. Podešavanje rada ventilatora311,321 može se izvoditi umesto ili dodatno podešavanju rada različitih TEC 320. U regularnom režimu 360 rada kontroler 306 radi da bi održao zadatu vrednost temperature na efikasan način. Na primer, kontroler 306 može da pušta u rad potreban broj TEC 320 (npr. sve TEC 320 ili manje od svih TEC 320) na QCOPmaxu zavisnosti od opterećenja. Ovaj unapred određen broj TEC 320 je broj TEC 320 koji je potreban za održavanje zadate temperature pri radu na ili u okolini QCOPmax. Ukoliko nisu potrebni svi TEC 320 u toku regularnog režima 360 rada nepotrebni TEC 320 su deaktivirani. Kontroler 306 može fino da podešava rad aktivnih TEC 320 da bi precizno održavao zadatu vrednost temperature, na primer blagim pojačanjem ili smanjivanjem ulazne struje za aktivne TEC 320 tako da aktivni TEC 320 rade blago iznad QCOPmaxili povećanjem ili smanjivanjem radnog ciklusa aktivnih TEC 320 da bi se kompenzovala Qcurenja.

Kod nekih izvođenja jedna ili više jedinica za prinudnu konvekciju (ventilatora) termoelektričnog rashladnog sistema koji je ovde opisan mogu da rade tako što kontroler uzima u obzir zadatu vrednost temperature i temperaturu spoljašnje okoline. Uopšteno, kada spoljašnja temperatura raste i/ili kada je izabrana niska zadata vrednost temperature poželjan je rad jedne ili više jedinica za prinudnu konvekciju da bi se omogućilo održavanje zadate vrednosti uz bezbednu temperaturu odvođenja (tj. bez pregrevanja TEC). Slika 9 je grafik sa horizontalnim stubovima koja prikazuje jedan primer uslova pod kojim termoelektrični rashladni sistem može da radi u režimu podržanom ventilatorima (sa prinudnom konvekcijom) i u pasivnom režimu (bez prinudne konvekcije). Svaki horizontalni stub prikazuje opseg zadate temperature i temperature okoline, pri čemu se podrazumeva da zadata temperatura treba da bude manja od spoljašnje temperature za ispravan rad termoelektričnog rashladnog sistema. Dva najniža stuba sa slike 9 prikazuju da kada je temperatura okoline veća od 21 ºC, a nije veća od 25 ºC i kada zadata temperatura nije manja od 5 ºC nije neophodna podrška ventilatora (tj. prinudna konvekcija), jer termoelektrični rashladni sistem koji je ovde opisan može bezbedno da postigne zadatu vrednost temperature samo pasivnim odvođenjem toplote (npr. korišćenjem termosifona ili toplotne cevi zajedno sa odgovarajućim toplotnim ponorom). Kada temperatura okoline raste menja se situacija. Treći po visini horizontalni stub sa slike 9 prikazuje da podrška ventilatorom nije neophodna (npr. prinudna konvekcija) kada temperatura okoline nije veća od 32 ºC i kada zadata temperatura nije manja od 12 ºC. Međutim podrška ventilatorima (prinudna konvekcija) može da bude neophodna kada je zadata temperatura u opsegu od 5 ºC do 12 ºC i temperatura okoline nije veća od 32 ºC. Najviši horizontalni stub sa slike 9 prikazuje da podrška ventilatora (prinudna konvekcija) nije neophodna kada temperatura okoline nije veća od 38 ºC i kada zadata vrednost temperature nije manja od 18 ºC, međutim podrška ventilatorima (prinudna konvekcija) može da bude neophodna kada je zadata vrednost temperature u opsegu od 8 ºC do 18 ºC i kada temperatura okoline nije veća od 38 ºC. Treba napomenuti da slika 9 predstavlja samo jedan reprezentativni primer uslova pod kojim termoelektrični rashladni sistem može da radi uz podršku ventilatorima (sa prinudnom konvekcijom) i u pasivnom režimu (bez prinudne konvekcije), a ostali uslovi se mogu takođe koristiti za određivanje kada bi trebalo koristiti prinudnu konvekciju.

U skladu sa prethodnom diskusijom kod nekih izvođenja sistem transporta toplote izveden da održava zadatu vrednost temperature ili zadati opseg temperature komore ili površine može da uključuje veći broj elemenata koji obuhvataju: najmanje jedan izmenjivač toplote, fluidni vod koji sadrži fluid za transport toplote u termičkoj komunikaciji sa najmanje jednim izmenjivačem toplote, najmanje jednu jedinicu za prinudnu konvekciju koja se selektivno uključuje da bi poboljšala prenos toplote konvekcijom u odnosu na najmanje jedan izmenjivač toplote i kontroler. Kontroler može biti izveden da prima podatke o temperaturi karakteristične za: (i) temperaturu spoljašnje okoline u kojoj je sistem za transport toplote i (ii) temperaturu komore ili površine na osnovu koje se aktivira najmanje jedna jedinica za prinudnu konvekciju u najmanje jednom od sledećih stanja: (a) i (b): (a) temperatura komore ili površine prekoračuje temperaturu iz opsega rada u regularnom režimu koji uključuje zadatu vrednost temperature ili zadati opseg temperature i (b) temperatura spoljašnje okoline prekoračuje prag (graničnu vrednost) temperature spoljašnje okoline ili prag opsega temperature spoljašnje okoline ili u suprotnom slučaju se deaktivira jedna od jedinica za prinudnu konvekciju nakon detektovanja stanja karakterističnog za jedan od sledećih slučajeva (I) i (II): (I) temperatura komore ili površine je unutar opsega temperatura regularnog rada i (II) temperatura spoljašnje okoline je ispod praga temperature spoljašnje okoline. Kod nekih izvođenja najmanje jedna od jedinica za prinudnu konvekciju može da uključuje jedan ili više ventilatora, duvača, eduktora ili drugih elemenata za prenos, koji prvenstveno rade na električnu struju.

Uzevši u obzir sistem transporta toplote prema prethodnom pasusu kod nekih izvođenja izvedeni su najmanje jedan izmenjivač toplote, fluidni vod i fluid za transport toplote da bi se održavala zadata vrednost temperature ili zadati opseg temperature komore ili površine, a bez rada jedinice za prinudnu konvekciju u toku regularnog režima rada kada temperatura spoljašnje okoline ne prekoračuje prag spoljašnje temperature ili prag opsega spoljašnje temperature. Fluid za transport toplote obuhvata tečnu fazu i gasovitu fazu u fluidnom vodu i fluid za transport toplote je predviđena za pasivan tok unutar fluidnog voda. Kod nekih izvođenja fluidni vod može da obuhvata termosifon ili toplotnu cev da bi se olakšao pasivan tok fluida. Kod nekih izvođenja najmanje jedan izmenjivač toplote obuhvata odvodni izmenjivač toplote izložen spoljašnjoj okolini i najmanje jednu jedinicu za prinudnu konvekciju koja je izvedena da poboljša rasipanje toplote na odvodnom izmenjivaču toplote u spoljašnju okolinu. Kod nekih izvođenja odvodni izmenjivač toplote uključuje više rebara i fluidni vod je provodnom termičkom kontaktu sa više rebara.

Uz nastavljeno pozivanje na sistem za transport toplote iz dva prethodna pasusa kod nekih izvođenja sistem za transport toplote može da uključuje najmanje jednu termoelektričnu toplotnu pumpu izvedenu da prihvati toplotu iz fluidnog voda i da transportuje toplotu do odvodnog izmenjivača toplote, pri čemu najmanje jedna termoelektrična toplotna pumpa radi u zavisnosti od temperature komore ili površine. Kod nekih izvođenja najmanje jedna termoelektrična pumpa uključuje više termoelektričnih toplotnih pumpi i kontroler je izveden da odvojeno upravlja najmanje sa dve termoelektrične toplotne pumpe od više termoelektričnih toplotnih pumpi. Kod nekih izvođenja najmanje jedan izmenjivač toplote obuhvata prihvatni izmenjivač toplote izveden između komore i površine i fluidnog voda i najmanje jedna jedinica za prinudnu konvekciju je izvedena da poboljša prednost toplote od komore ili površine do prihvatnog izmenjivača toplote. Kod nekih izvođenja uslovi karakteristični za stanje u kome temperatura spoljašnje okoline prekoračuje prag temperature za spoljašnju okolinu iz graničnog opsega temperatura spoljašnje okoline se detektuje merenjem senzorom temperature najmanje jednog izmenjivača toplote.

Neka izvođenja predmetnog pronalaska se odnose na postupak upravljanja sistemom za transport toplote da bi se održala zadata vrednost temperature ili zadati opseg temperature komore ili površine kada je sistem za transport toplote u termičkoj komunikaciji sa najmanje jednim izmenjivačem toplote i kada može selektivno da radi najmanje jedna jedinica za prinudnu konvekciju da bi poboljšala prenos toplote konvekcijom do najmanje jednog izmenjivača toplote. Taj postupak može da obuhvata više faza kao što su: primanje podataka o temperaturi karakterističnih za najmanje: (i) temperaturu spoljašnje okoline u kojoj je sistem za transport toplote i (ii) temperaturu komore ili površine; aktiviranje najmanje jedne jedinice za prinudnu konvekciju nakon detekcije najmanje jednog uslova karakterističnog za najmanje jedno od sledećih stanja (a) i (b): (a) temperatura komore ili površine prekoračuje temperaturski opseg regularnog stanja koji uključuje zadatu vrednost temperature ili zadati opseg temperature i (b) temperatura spoljašnje okoline prekoračuje prag temperature za spoljašnju okolinu ili prag opsega temperature za spoljašnju površinu; deaktiviranje najmanje jedne jedinice za prinudnu konvekciju nakon detekcije jednog uslova karakterističnog za jedno od sledećih stanja (I) i (II): (I) temperatura komore ili površine je unutar opsega temperature za regularno stanje i (II) temperatura spoljašnje okoline je ispod praga temperature za spoljašnju okolinu ili ispod opsega temperatura za spoljašnju okolinu. Kod nekih izvođenja najmanje jedan izmenjivač toplote obuhvata odvodni izmenjivač toplote izložen spoljašnjoj temperaturi; najmanje jednu jedinicu za prinudnu konvekciju izvedenu za poboljšavanje rasipanja toplote iz odvodnog izmenjivača toplote u spoljašnju okolinu; sistem za transport toplote obuhvata najmanje jednu termoelektričnu toplotnu pumpu izvedenu da prihvati toplotu sa fluidnog voda i da transportuje toplotu do odvodnog izmenjivača toplote; gde postupak dalje obuhvata selektivno upravljanje najmanje jednom jedinicom za prinudnu konvekciju u zavisnosti od temperature komore ili površine. Kod nekih izvođenja najmanje jedan izmenjivač toplote obuhvata prihvatni izmenjivač toplote izveden između komore ili površine i fluidnog voda; najmanje jednu jedinicu za prinudnu konvekciju koja je izvedena da poboljša prenos toplote iz komore ili sa površine do prihvatnog izmenjivača toplote; sistem za transport toplote obuhvata najmanje jednu termoelektričnu toplotnu pumpu izvedenu da primi toplotu od prihvatnog izmenjivača toplote, a postupak zatim obuhvata selektivno upravljanje najmanje jednom jedinicom za prinudnu konvekciju u zavisnosti od temperature komore ili površine.

Dodatni aspekti pronalaska se odnose na odvodne uređaje za transport toplote koji obuhvataju privi i drugi odvodni toplotni ponor povezan glavnom i ukrštenim transportnim cevima sa prvim i drugim odvodnim izmenjivačem toplote. Naročito višestruki odvodni toplotni ponori su izvedeni u termičkoj komunikaciji , pomoću glavne i ukrštenih odvodnih transportnih cevi sa više izmenjivača toplote od kojih svaki ima više rebara i svaki je povezan sa najmanje jednom različitom termoelektričnom toplotnom pumpom. Svi odvodni toplotni ponori su izvedeni da rasipaju toplotu iz svake termoelektrične toplotne pumpe bez obzira da li termoelektrične toplotne pumpe rade zasebno ili zajedno. Kod jednog izvođenja koje obuhvata prve i druge toplotne ponore oba toplotna ponora su izvedena da rasipaju toplotu sa prve i druge termoelektrične toplotne pumpe bez obzira da li radi prva ili druga ili prva i druga toplotna pumpa. U poređenju sa korišćenjem odvodnih toplotnih ponora koji su namenjeni za odvojene izmenjivače toplote (svaki ima određene termoelektrične hladnjake) veća površina povezana sa više odvodnih toplotnih ponora poboljšava transport toplote i rezultuje manjim temperaturama na termoelektričnim pumpama (pumpom) koje su u radu.

Jedno izvođenje uređaja za transport toplote prema predmetnom pronalasku je prikazano na slikama 11-12 dok slika 10 prikazuje nezavisno prvi i drugi uređaj za transport toplote (svaki obuhvata toplotni ponor, ploču za izmenu toplote, vod za transport toplote) koji obezbeđuje osnovu za upoređivanje sa uređajem sa slika 11-12. Pre diskusije uređaja za transport toplote sa slika 11-12 i nezavisnih uređaja sa slike 10 biće dat kratak uvod u kontekst u kome se nalaze uređaji.

Konvencionalni rashladni sistemi imaju dva prvenstvena vida konstrukcije: visoko korišćenje/spuštanje rada (sa naglaskom na visok unos snage i visok kapacitet transporta toplote koji prekoračuje energetsku efikasnost) i regularni režim (uključujući mali unos snage sa većim naglaskom na energetsku efikasnost). Kod termoelektričnih rashladnih sistema koji zadovoljavaju zahteve za velikim transportom toplote pod uslovima visokog korišćenja/spuštanja rada i zahteve za visokom efikasnošću u uslovima regularnog rada postoji tendencija da se da prednost radu sa dve odvojene toplotne pumpe (svaka obuhvata višestruki TEC) pri čemu se jedna termoelektrična pumpa koristi u toku regularnog režima rada, a obe termoelektrične pumpe se koriste u toku uslova rada sa velikim transportom toplote. Kod takvih tradicionalnih konstrukcija svaka termoelektrična toplotna pumpa ima sopstvene elemente namenjene rasipanju toplote (npr. toplotni ponor/ponore) za odvođenje toplote bez termičke komunikacije između komponenata za rasipanje toplote i različitih termoelektričnih toplotnih pumpi.

Slika 10 prikazuje nezavisne prvi i drugi uređaj 415, 415' za transport toplote. Prvi uređaj 415 za transport toplote obuhvata prvu ploču 414 za razmenu toplote koja može biti postavljena tako da prima toplotu sa vruće strane prvog termoelektričnog rashladnog elementa (nije prikazan), a prvi toplotni ponor je izveden u višestrukim redovima rebara 417A, 417B i cevi 416A, 416B za transport toplote izvedene da transportuju toplotu od prve ploče 414 za razmenu toplote do prvog toplotnog ponora (tj. redova rebara 417A, 417B). Drugi uređaj 415' uključuje drugu ploču 414' za transport toplote koja može biti postavljena tako da prihvata toplotu sa vruće strane drugog termoelektričnog rashladnog elementa (nije prikazan), a drugi toplotni ponor je izveden u vidu više redova rebara 417A', 417B' i cevi 416A', 416B' za transport toplote su izvedene da transportuju toplotu sa druge ploče 414' za razmenu toplote do drugog toplotnog ponora (tj. reda rebara 417A', 417B'). Ni jedna komponenta prvog uređaja 415 za transport toplote nije u provodnoj termičkoj komunikaciji sa bilo kojom komponentom drugog uređaja 415' za transport toplote. Kada su prvi i drugi uređaj 415, 415' izvedeni da prihvataju toplotu sa prve i druge termoelektrične toplotne pumpe (nisu prikazane), prema navedenom redosledu, i kada prva i druga toplotna pumpa rade temperature odgovarajućih toplotnih ponora su uglavnom ujednačene i generalno su u opsegu od 0,5 ºC do 1,0 ºC u zavisnosti od položaja, tj. da li su odozgo ili odozdo. Međutim kada radi samo jedna toplotna pumpa mogu da porastu temperaturske razlike između dva toplotna ponora na 5 ºC do 7 ºC ili više. Još jedan nedostatak konstrukcije sa slike 10 je u tome što su ploče 414, 414' izmenjivača toplote odmaknute jedna od druge više nego što može biti poželjno.

Slike 11 i 12 prikazuju uređaj 515 prema jednom izvođenju predmetnog pronalaska. Uređaj 515 za transport toplote obuhvata prvu i drugu ploču 514-1, 514-2 izmenjivača toplote koje mogu biti postavljene tako da prihvataju toplotu sa vrućih strana prve i druge termoelektrične toplotne pumpe (nisu prikazane), prema navedenom redosledu, termoelektričnog rashladnog sistema. Prvi (gornji) toplotni ponor ima više redova rebara 517-1A, 517-1B koja su povezana sa prvom pločom 514-1 izmenjivača toplote preko glavnih cevi 516-1A do 516-1D za transport toplote, a takođe su povezana sa drugom pločom 514-2 izmenjivača toplote preko ukrštenih cevi 518-2A, 518-2B za transport toplote. Drugi (donji) toplotni ponor ima više redova rebara 517-2A, 517-2B koja su povezana sa drugom pločom 514-2 preko glavnih cevi 516-2A do 516-2D, a koje su takođe povezane sa prvom pločom 514-1 izmenjivača toplote preko ukrštenih cevi 518-1A, 518-1B za transport toplote. Pomenuta rebra su prvenstveno vertikalno orijentisana. Svaka cev za transport toplote prvenstveno ima fluid za transport toplote i može biti izvedena za pasivni transport toplote (npr. može biti izvedena u vidu toplotne cevi ili termosifona). Kao što je prikazano na slici 12 svako rebro iz gornjih redova rebara 517-1A, 517-1B je bočno pomereno od drugog rebra unutar odgovarajućeg reda i ima više otvora 522-1 koji se pružaju preko čela vertikalno orijentisanih rebara da bi dopustili bočno kretanje ili pomeranje vazduha između odgovarajućih rebara i imaju modifikovan opšti pravougaoni oblik uključujući ravno dno 519-1, ravne stranice i uopšteno gledano lučni vrh uključujući zaobljen deo 523-1 i ugaoni deo 524-1. Kao što je dalje prikazano na slici 12 svako rebro iz donjih redova rebara 517-2A, 517-2B je bočno pomereno od ostalih rebara iz odgovarajućeg reda i ima više otvora 522-2 koja se nalaze na čelu vertikalno orijentisanog rebra da bi dopustila bočno kretanje ili premeštanje vazduha između odgovarajućih rebara i uopšteno gledano ima pravougaoni oblik uključujući ravno dno 519-1, ravne stranice i ravan vrh 525-2. Kao što je prikazano na slikama 11 i 12 centralni upust ili udubljenje se pruža u uopšteno gledano vertikalnom pravcu i izvedeno je između gornjih redova rebara 517-1A, 517-1B i donjih redova rebara 517-2A, 517-2B da bi se dopustilo da ventilatori ili druge jedinice za prinudnu konvekciju (kao što je prikazano na slikama 15 i 16) budu postavljene između odgovarajućih redova i u blizini prve i druge ploče 514-1, 514-2 izmenjivača toplote.

Uređaj 515 za prenos toplote sa slika 11 i 12 dopušta da svi odvodni toplotni ponori (uključujući redove 517-1A, 517-1B, 517-2A, 517-2B) rasipaju toplotu iz svake termoelektrične toplotne pumpe (nisu prikazane) u termičkoj komunikaciji sa prvom i drugom pločom 514-1, 514-2 izmenjivača toplote bez obzira da li termoelektrične pumpe rade odvojeno ili zajedno. U poređenju sa primenom uređaja 415, 415' za transport toplote prema slici 10 veća površina povezana sa više toplotnih ponora u termičkoj komunikaciji sa prvom i drugom pločom 514-1, 514-2 izmenjivača toplote poboljšava rasipanje toplote i rezultuje u nižim temperaturama termoelektričnih toplotnih pumpi u radu, naročito u uslovima kada radi samo jedna termoelektrična toplotna pumpa. U testovima koje je izveo podnosilac uređaj 515 za transport toplote prema slikama 11 i 12 je obezbedio poboljšanje efikasnosti od približno 18% u poređenju sa korišćenjem dva uređaja 414, 414' za transport toplote prema slici 10.

U skladu sa prethodnom diskusijom kod nekih izvođenja uređaj za transport toplote izveden da održava zadatu vrednost temperature obuhvata: prvi odvodni izmenjivač toplote u provodnoj termičkoj vezi sa prvom termoelektričnom toplotnom pumpom izvedenom da prihvati toplotu iz komore; drugi odvodni izmenjivač toplote u provodnoj termičkoj vezi sa drugom termoelektričnom toplotnom pumpom izvedenom da prihvati toplotu iz komore; prvi odvodni toplotni ponor koji obuhvata prvi skup rebara; drugi odvodni toplotni ponor koji obuhvata drugi skup rebara i više odvodnih transportnih cevi koje obuhvataju: najmanje jednu prvu glavnu odvodnu transportnu cev izvedenu da transportuje toplotu od prvog odvodnog izmenjivača toplote do prvog odvodnog toplotnog ponora; najmanje jednu prvu ukrštenu odvodnu transportnu cev izvedenu da transportuje toplotu od prvog odvodnog izmenjivača toplote do drugog toplotnog ponora; najmanje jednu drugu glavnu transportnu cev izvedenu da transportuje toplotu od drugog odvodnog izmenjivača toplote do drugog odvodnog toplotnog ponora; najmanje jednu drugu ukrštenu odvodnu transportnu cev izvedenu da transportuje toplotu od drugog odvodnog izmenjivača toplote do prvog odvodnog toplotnog ponora.

Uz nastavljanje pozivanja na uređaj za transport toplote iz prethodnog pasusa kod nekih izvođenja svaka odvodna transportna cev iz grupe odvodnih transportnih cevi ima termosifon ili toplotnu cev. Kod nekih izvođenja uređaj zatim obuhvata kontroler izveden da primi podatke o temperaturi karakteristične za temperaturu komore i da selektivno upravlja prvom termoelektričnom toplotnom pumpom i drugom termoelektričnom toplotnom pumpom u zavisnosti od podataka o temperaturi. Kod nekih izvođenja uređaj zatim obuhvata najmanje jednu jedinicu za prinudnu konvekciju koja selektivno može da radi da bi poboljšala prenos toplote konvekcijom do najmanje jednog prvog odvodnog toplotnog ponora i do jednog drugog odvodnog toplotnog ponora. Kod nekih izvođenja svako od prve grupe rebara i druge grupe rebara obuhvata vertikalno orijentisana rebra koja su postavljena u red, koje je zatim bočno odmaknuto od drugih rebara u odgovarajućem redu i koje je u provodnoj termičkoj vezi sa više odvodnih transportnih cevi iz grupe odvodnih transportnih cevi. Kod nekih izvođenja vertikalno orijentisana rebra obuhvataju više prolaznih otvora izvedenih na čelima vertikalno orijentisanih rebara. Kod nekih izvođenja prva termoelektrična toplotna pumpa obuhvata prvu grupu termoelektričnih rashladnih elemenata, a druga termoelektrična toplotna pumpa obuhvata drugu grupu termoelektričih rashladnih elemenata. Ostala izvođenja se odnose na termoelektrični rashladni sistem koji obuhvata uređaj za transport toplote.

Slika 13 prikazuje uređaj 600 za prihvat toplote koji obuhvata blok 610 izmenjivača toplote, prvu i drugu prihvatnu petlju 608, 609 povezanu sa blokom 610 izmenjivača toplote i vezni vod 601 prema jednom izvođenju predmetnog pronalaska (koji može da se koristi sa termoelektričnom rashladnom jedinicom prikazanom na slikama 15 i 16). Slika 14 prikazuje unutrašnje elemente bloka 610 izmenjivača toplote (koji može da bude izrađen od aluminijuma, bakra ili drugog pogodnog metala). Blok 610 izmenjivača toplote obuhvata četiri uzdužna ulaza 611 za fluid obrazovana bušenjem ili drugim pogodnim postupkom za obrazovanje otvora i završavaju se krunastim delom na priključku 612 svakog uzdužnog ulaza 611 za fluid. Odgovarajući završeci i prva i druga prihvatna petlja 608, 609 se prihvataju sa četiri uzdužna ulaza 611 za fluid. Pored priključaka 612 pruža se povezujući ulaz 613 bočno kroz uzdužne ulaze 611 za fluid i oni mogu biti obrazovani bušenjem ili drugim pogodnim postupkom za obrazovanje otvora. Vezni vod 601 je povezan sa veznim ulazom 613 i završava se na naspramnim završecima priključcima 602A, 602B koji omogućavaju dodavanje fluida za transport toplote (ili njegovo odstranjivanje) u prihvatne petlje 608, 609. Svaka prihvatna petlja 608, 609 je prvenstveno izvedena za pasivni transport fluida za transport toplote i može da bude u vidu termosifona ili toplotne cevi. Kod nekih izvođenja prva prihvatna petlja 608 može da bude izvedena duž stranica rashladne komore i druga prihvatna petlja 609 može da bude izvedena duž zadnjeg zida rashladne komore.

Slika 15 je pogled u perspektivi na sklop jedinice za temoelektrično rashlađivanje i slika 16 prikazuje termoelektričnu jedinicu 700 za rashlađivanje nakon sklapanja. Rashladna komora 702 je ograničena unutrašnjim zidom 703 i vratima 704. Spoljašnji zid 710 okružuje unutrašnji zid 703, pri čemu je izolacija (nije prikazana) prvenstveno smeštena između unutrašnjeg zida 703 i spoljašnjeg zida 701. Spoljašnji zid 701 može da obrazuje kutiju ili sanduk oslonjen na nožice ili točkove 790. Prihvatne petlje 708-1, 709-1 su izvedene duž gornjih bočnih i uzdužnih zadnjih delova unutrašnjeg zida 703 i prihvatne petlje 708-2, 709-2 su izvedene duž donjih bočnih i donjih zadnjih delova unutrašnjeg zida 703 da bi prihvatale toplotu iz rashladne komore 702. Svaka prihvatna petlja 708-1, 709-1, 708-2, 709-2 je prvenstveno izvedena za pasivni transport fluida za transport toplote (npr. može da bude u vidu termosifona ili toplotne cevi). Gornje prihvatne petlje 708-1, 709-1 su povezane sa gornjim blokom izmenjivača toplote (nije prikazan) u termičkoj vezi sa (npr. pritisnut na) sa prvom termoelektričnom toplotnom pumpom 712-1 koja sadrži više TEC, koji mogu biti izvedeni u vidu baterije kao što je gore opisano. Slično tome donje prihvatne petlje 708-2, 709-2 su povezane sa donjim blokom izmenjivača toplote (nije prikazan) koji je izveden u termičkoj vezi sa drugom termoelektričnom toplotnom pumpom 712-2 koja obuhvata više TEC, koji mogu biti izvedeni u vidu baterije kao što je gore opisano. Termoelektrične toplotne pumpe 712-1, 712-2 mogu biti izvedene duž izolovanog dela 772 zadnje površine 771. Uređaj 515 za transport toplote (kao što je prikazano na slikama 11 i 12) može biti izveden duž izolovanog dela 722 zadnje površine 771, gde je prva ploča 514-1 izmenjivača toplote izvedena u termičkoj vezi (npr. pritisnuta na) sa prvom teremoelektričnom toplotnom pumpom 712-1 i druga ploča 514-2 izmenjivača toplote je izvedena u termičkoj vezi sa drugom termoelektričnom toplotnom pumpom 712-2. Prvi i drugi ventilator 721-1, 721-2 mogu biti izvedeni u središnjem udubljenju ili upustu (koji se pruža uopšteno gledano vertikalno između levog i desnog reda rebara 517-1A, 517-1B, 517-2A, 517-2B uređaja 515 za transport toplote. Obloga 735 može biti izvedena preko uređaja 515 za transport toplote i ventilatora 721-1, 721-2. Obloga 735 obuhvata perforirane čeone delove 740A, 740B panela i bočne zidove 739A, 739B izvedene da naležu na redove rebara 517-1A, 517-1B, 517-2A, 517-2B. Središnji deo 736 panela obuhvata otvore 738-1, 738-2 izvedene da odgovaraju ventilatorima 721-1, 721-2 kao i gornji i donji srednji delovi 738-1 zida. Otvori 741A, 741B su izvedeni duž gornjih i donjih delova obloge 735 između srednjih delova 737 zida i bočnih zidova 739A, 739B da bi izložili gornje površine rebara gornjih redova rebara 517-1A, 517-1B i da bi bile izložene donje površine rebara donjih redova rebara 517-2A, 517-2B.

Da bi se odredio najbolji položaj za ventilatore 721-1, 721-2 termoelektrične rashladne jedinice 700 izvedeni su testovi (na 25 ºC spoljašnje temperature sa ~35W ukupne ulazne snage u termoelektrične toplotne pumpe sa ventilatorima koji se snabdevaju snagom od 2,4 W, tj. 0,15 amps na 12 V). Testirane su različite kombinacije pojedinačnih ventilatora: sa uduvavanjem, izduvavanjem i dr. Na kraju je utvrđeno da konstrukcija sa dva ventilatora koji duvaju ka spoljašnjosti (suprotno od termoelektričnih toplotnih pumpi) daje bolje rezultate od ostalih konstrukcija jer obezbeđuje najniže površinske temperature gornje, donje i srednje vruće strane termoelektrične toplotne pumpe.

U radu termoelektrične rashladne jedinice 700 sa slika 15 i 16 termoelektrične toplotne pumpe 712, 712-2 su uključene, usled čega hlade prihvatne petlje 708-1, 709-1, 708-2, 709-2 koje prihvataju toplotu iz rashladne komore 702. Toplota prihvaćena prihvatnim petljama 708-1, 709-1, 708-2, 709-2 se transportuje do termoelektričnih toplotnih pumpi 712-1, 712-2 i prima je uređaj 515 za transport toplote koji je rasipa (pomoću redova rebara 517-1A, 517-1B, 517-2A, 517-2B) u spoljašnju okolinu. Ventilatori 721-1, 721-2 mogu biti uključeni (kao što je ranije opisano) da premeštaju vazduh duž redova rebara 517-1A, 517-1B, 517-2A, 517-2B da bi se poboljšao transport toplote konvekcijom kada je to neophodno (kao što je to prilikom spuštanja/podizanja rada ili prilikom nenormalno visokih temperaturskih uslova u spoljašnjoj okolini), ali ventilatori 721-1, 721-2 mogu biti isključeni u toku regularnog režima rada kada je pasivni transport toplote prvenstveno dovoljan da bi se održavala željena zadata vrednost temperature u rashladnoj komori 702.

Stručnjaci iz ove oblasti tehnike će prepoznati poboljšanja i modifikacije prvenstvenih izvođenja ovog pronalaska. Bilo koja od različitih karakteristika i elemenata koji su ovde opisani mogu biti kombinovani sa jednom ili više karakteristika ili elemenata osim kada ovde nije navedeno suprotno.

Claims (13)

Patentni zahtevi

1. Sistem (200, 250) za transport toplote izveden da održava zadatu vrednost temperature ili zadati opseg vrednosti temperature komore ili površine, pri čemu sistem za transport toplote obuhvata:

-najmanje jedan izmenjivač (208, 258) toplote;

- fluidni vod (214, 264) koji sadrži fluid za transport toplote u termičkoj vezi sa najmanje jednim izmenjivačem toplote;

- najmanje jednu jedinicu (221, 271) za prinudnu konvekciju koja se selektivno uključuje da poboljša prenos toplote konvekcijom do najmanje jednog izmenjivača toplote; i

- kontroler izveden da:

• primi podatke o temperaturi karakteristične za najmanje (i) temperaturu spoljašnje okoline u kojoj je sistem za transport toplote; (ii) temperaturu komore ili površine;

• aktivira najmanje jednu jedincu za prinudnu konvekciju nakon detekcije uslova karakterističnih za najmanje jedno od sledećih stanja (a) i (b): (a) temperatura komore ili površine prekoračuje opseg temperature regularnog režima rada, gde opseg obuhvata zadatu vrednost temperature ili zadati opseg vrednosti temperature; i (b) temperatura spoljašnje okoline prekoračuje prag temperature spoljašnje okoline ili prag opsega vrednosti spoljašnje temperature; i

• deaktivira najmanje jednu jedinicu za prinudnu konvekciju nakon detekcije uslova karakterističnih za najmanje jedno od sledećih stanja (I) i (II): (I) temperatura komore ili površine je unutar opsega vrednosti temperature za regularni režim rada; i (II) temperatura spoljašnje okoline je ispod praga temperature za spoljašnju okolinu ili ispod opsega temperatura za spoljašnju okolinu,

naznačen time, što

fluid za transport toplote obuhvata tečnu fazu i gasovitu fazu unutar fluidnog voda i izveden je za pasivan tok unutar fluidnog voda.

2. Sistem za transport toplote prema zahtevu 1, pri čemu fluidni vod obuhvata termosifon ili toplotnu cev.

3. Sistem za transport toplote prema bilo kojem od zahteva 1 ili 2, pri čemu su izvedeni najmanje jedan izmenjivač toplote, fluidni vod i fluid za transport toplote da bi se održavala zadata vrednost temperature ili zadati opseg vrednosti temperature komore ili površine bez rada jedinice za prinudnu konvekciju u toku regularnog režima rada kada temperatura okoline ne prekoračuje prag temperature ili prag opsega temperature za spoljašnju okolinu.

4. Sistem za transport toplote prema bilo kojem od zahteva 1 ili 2, pri čemu:

- najmanje jedan izmenjivač toplote obuhvata odvodni izmenjivač toplote izložen spoljašnjoj okolini; i

- izvedena je najmanje jedna jedinica za prinudnu konvekciju radi poboljšanja rasipanja toplote iz odvodnog izmenjivača toplote u spoljašnju okolinu.

5. Sistem za transport toplote prema zahtevu 4, pri čemu odvodni izmenjivač toplote obuhvata više rebara (305, 517) i pri čemu je fluidni vod u provodnoj termičkoj vezi sa više rebara.

6. Sistem za transport toplote prema zahtevu 4, pri čemu sistem za transport toplote obuhvata najmanje jednu termoelektričnu toplotnu pumpu izvedenu da prihvati toplotu od fluidnog voda i da transportuje toplotu do odvodnog izmenjivača toplote i najmanje jedna termoelektrična toplotna pumpa radi u zavisnosti od temperature komore ili površine.

7. Sistem za transport toplote prema zahtevu 6, pri čemu najmanje jedna termoelektrična toplotna pumpa obuhvata više termoelektričnih toplotnih pumpi i kontroler je izveden da odvojeno upravlja radom najmanje dve termoelektrične toplotne pumpe od više termoelektričnih toplotnih pumpi.

8. Sistem za transport toplote prema bilo kojem od zahteva 1 ili 2, pri čemu najmanje jedan izmenjivač toplote obuhvata prihvatni izmenjivač toplote izveden između komore ili površine i fluidnog voda i najmanje jednu jedinicu za prinudnu konvekciju izvedenu za poboljšanje prenosa toplote iz komore ili sa površine do prihvatnog izmenjivača toplote.

9. Sistem za transport toplote prema bilo kojem od zahteva 1 ili 2, pri čemu se uslovi karakteristični za stanje u kome temperatura spoljašnje okoline prekoračuje prag temperature spoljašnje okoline iz praga opsega temperatura spoljašnje okoline detektuju merenjem senzorom temperature najmanje jednog izmenjivača toplote.

10. Sistem za transport toplote prema bilo kojem od zahteva 1 ili 2, pri čemu najmanje jedna jedinica za prinudnu konvekciju obuhvata električni ventilator (311, 321, 721).

11. Postupak upravljanja sistemom za transport toplote radi održavanja zadate vrednosti temperature ili zadatog opsega vrednosti temperature komore ili površine, pri čemu sistem za transport toplote obuhvata najmanje jedan izmenjivač toplote, fluidni vod koji sadrži fluid za transport toplote u termičkoj vezi sa najmanje jednim izmenjivačem toplote, najmanje jednu jedinicu za prinudnu konvekciju koja se selektivno uključuje da poboljša prenos toplote konvekcijom do najmanje jednog izmenjivača toplote; gde postupak obuhvata:

• primanje podataka o temperaturi karakteristične za najmanje (i) temperaturu spoljašnje okoline u kojoj je sistem za transport toplote; (ii) temperaturu komore ili površine;

• aktiviranje najmanje jedne jedince za prinudnu konvekciju nakon detekcije uslova karakterističnih za najmanje jedno od sledećih stanja (a) i (b): (a) temperatura komore ili površine prekoračuje opseg temperature regularnog režima rada, gde opseg obuhvata zadatu vrednost temperature ili zadati opseg vrednosti temperature; i (b) temperatura spoljašnje okoline prekoračuje prag temperature spoljašnje okoline ili prag opsega vrednosti spoljašnje temperature; i

• deaktiviranje najmanje jedne jedinice za prinudnu konvekciju nakon detekcije uslova karakterističnih za najmanje jedno od sledećih stanja (I) i (II): (I) temperatura komore ili površine je unutar opsega vrednosti temperature za regularni režim rada; i (II) temperatura spoljašnje okoline je ispod praga temperature za spoljašnju okolinu ili ispod opsega temperatura za spoljašnju okolinu,

naznačen time,

fluid za transport toplote obuhvata tečnu fazu i gasovitu fazu unutar fluidnog voda i što je izveden za pasivan tok unutar fluidnog voda.

12. Postupak prema zahtevu 11, pri čemu

- najmanje jedan izmenjivač toplote obuhvata odvodni izmenjivač toplote izložen spoljašnjoj okolini;

- i izvedena je najmanje jedna jedinica za prinudnu konvekciju radi poboljšanja rasipanja toplote iz odvodnog izmenjivača toplote u spoljašnju okolinu;

- sistem za transport toplote obuhvata najmanje jednu termoelektričnu toplotnu pumpu izvedenu da prihvati toplotu sa fluidnog voda i da transportuje toplotu do odvodnog izmenjivača toplote; i

- postupak zatim obuhvata selektivno upravljanje najmanje jednom jedinicom za prinudnu konvekciju u zavisnosti od temperature komore ili površine.

13. Postupak prema bilo kojem od zahteva 11 ili 12, pri čemu

- najmanje jedan izmenjivač toplote obuhvata prihvatni izmenjivač toplote izveden između komore ili površine i fluidnog voda;

- i izvedena je najmanje jedna jedinica za prinudnu konvekciju radi poboljšanja prenosa toplote iz komore ili sa površine do prihvatnog izmenjivača toplote;

- sistem za transport toplote obuhvata najmanje jednu termoelektričnu toplotnu pumpu izvedenu da prihvati toplotu sa prihvatnog izmenjivača toplote; i

- postupak zatim obuhvata selektivno upravljanje najmanje jednom jedinicom za prinudnu konvekciju u zavisnosti od temperature komore ili površine.