涉及熱電熱交換系統的系統和方法與流程

涉及熱電熱交換系統的系統和方法相關申請案此申請要求以下臨時申請的權益：●2012年5月7日提交的第61/643,622號臨時申請；●2012年5月7日提交的第61/643,625號臨時申請；●2012年5月7日提交的第61/643,628號臨時申請；●2012年5月7日提交的第61/643,631號臨時申請；●2012年5月7日提交的第61/643,635號臨時申請；●2012年5月7日提交的第61/643,640號臨時申請；●2012年5月7日提交的第61/643,644號臨時申請；●2012年5月7日提交的第61/643,646號臨時申請；●2012年5月7日提交的第61/643,649號臨時申請；●2012年10月22日提交的第61/716,882號臨時申請；●2012年10月22日提交的第61/716,885號臨時申請；●2012年12月19日提交的第61/739,239號臨時申請；●2013年3月15日提交的第13/836,525號非臨時申請；●2013年4月22日提交的第13/867,519號非臨時申請；●2013年4月22日提交的第13/867,567號非臨時申請；和●2013年4月22日提交的第13/867,589號非臨時申請；所述申請的公開內容以引用的方式全部并入本文中。技術領域本公開內容涉及熱電系統中的二相熱電熱交換器的安裝。發明背景如今，許多制冷系統是基于蒸汽壓縮且使用恒溫調節的占空比控制。然而，典型的基于蒸汽壓縮的制冷系統的動力不足以滿足穩定狀態和瞬間需求兩者，諸如在下拉或恢復期間。因此，基于蒸氣壓縮的制冷系統趨向于具有遠超過穩定狀態操作期間需要的熱量提取需求的過量冷卻能力。雖然由過量冷卻能力提供的額外能力允許改善下拉性能，但是啟動期間普遍存在的大的電流浪涌需要較高的容量且因此需要更昂貴的組件來處理負荷。此外，由占空比控制引發的大的電流浪涌和負荷過度地損耗組件，因而潛在地導致過早故障。此外，由于其控制、熱動力限制和產品性能需求的本性，基于蒸氣壓縮的制冷系統的效率并未達到最佳。基于蒸氣壓縮的制冷系統的次佳效率缺點涉及精確地控制冷卻腔室內的溫度。通常，當冷卻腔室內的溫度超過某個值時，基于蒸氣壓縮的制冷系統激活且繼續運行直到冷卻腔室內的溫度低于所述某個值為止。一旦冷卻腔室達到低于所述某個值的溫度，基于蒸氣壓縮的制冷系統便立即切斷。盡管如此，除了如上文提及的過度損耗以外，這種類型的控制方案通常將具有相對較大的控制帶和相對較大的內部溫度分層以嘗試最小化能量消耗且允許在周圍狀況不斷變化的情況下正常運行。這種制度最通常使用，因為節流或容量變化難以進行且實施到蒸汽壓縮循環中較為昂貴且隨著體積效率下降而提供有限的效率。因此，需要一種用于精確地控制冷卻腔室內的溫度的系統和方法，在冷卻腔室中，最大化用以從冷卻腔室提取熱量的組件的效率。此外，需要一種允許基于冷卻腔室的冷卻需求個別地選擇制冷系統內的組件且因而個別地選擇容量的系統和方法。概述本公開內容涉及熱電系統內的二相熱交換器的安裝。一般來說，二相熱交換器是以與垂面偏離某個角度而安裝。在一個實施方案中，角度是在與垂面成2度及88度且包括2度及88度的范圍中。在另一實施方案中，角度是在與垂面成6度及84度且包括6度及84度的范圍中。在另一實施方案中，角度是在與垂面成12度及78度且包括12度及78度的范圍中。在一個優選實施方案中，選擇所述角度使得工作流體被推動來直接碰撞在二相熱交換器內的最高熱通量區域上。以此方式，改善二相熱交換器的效率。本領域一般技術人員將明白本公開內容的范圍且在結合附圖閱讀優選實施方案的以下詳述之后意識到本公開內容的額外方面。附圖簡述并入本說明書中且形成本說明書的部分的附圖展示了本公開內容的多個方面，且連同所述描述一起來解釋本公開內容的原理。圖1展示了根據本公開內容的一個實施方案的熱電制冷系統，其具有冷卻腔室；包括匣子的熱交換器，所述匣子包括布置在冷側散熱器與熱側散熱器之間的多個熱電冷卻器(TEC)；和控制器，其控制TEC以維持冷卻腔室內的設置點溫度；圖2是展示了TEC的冷卻能力和冷卻效率對TEC的輸入電流的圖表；圖3是根據本公開內容的一個實施方案的圖1的匣子的更詳細展示，其中匣子包括布置在實現TEC陣列中的多個不同子組的TEC的選擇性控制的互連板上的TEC；圖4是根據本公開內容的另一實施方案的圖1的匣子的更詳細展示，其中匣子包括布置在實現TEC陣列中的多個不同子組的TEC的選擇性控制的互連板上的TEC；圖5是根據本公開內容的另一實施方案的圖1的匣子的更詳細展示，其中匣子包括布置在實現多個不同子組的TEC的選擇性控制的互連板上的TEC；圖6是根據本公開內容的另一實施方案的圖1的匣子的更詳細展示，匣子包括布置在互連板上的單一TEC；圖7是根據本公開內容的另一實施方案的圖1的匣子的更詳細展示，匣子包括布置在互連板上的四個TEC；圖8是根據本公開內容的另一實施方案的圖1的匣子的更詳細展示，匣子包括布置在互連板上的六個TEC；圖9展示根據本公開內容的一個實施方案的圖3的不具有TEC的互連板；圖10展示根據本公開內容的另一實施方案的圖4的不具有TEC的互連板；圖11展示根據本公開內容的另一實施方案的圖5的不具有TEC的互連板；圖12展示根據本公開內容的另一實施方案的圖6的不具有TEC的互連板；圖13展示根據本公開內容的另一實施方案的圖7的不具有TEC的互連板；圖14展示根據本公開內容的另一實施方案的圖8的不具有TEC的互連板；圖15展示根據本公開內容的一個實施方案的詳述圖1的控制器的各種操作狀態、輸入和輸出的一個系統組件布局的實例；圖16是根據本公開內容的一個實施方案的圖1的控制器在圖15的各種操作狀態中操作時所述控制器的操作的更詳細展示；圖17展示根據本公開內容的一個實施方案的操作圖1的控制器以將冷卻腔室的溫度維持在設置點溫度的方法；圖18展示根據本公開內容的另一實施方案的操作圖1的控制器以將冷卻腔室的溫度維持在設置點溫度的方法；圖19展示根據本公開內容的一個實施方案的操作圖1的控制器以監控圖1的熱交換器的一個或多個組件的溫度以檢測超溫狀況且作為響應采取動作以降低熱交換器的一個或多個組件的溫度的方法；圖20A至圖20C展示根據本公開內容的另一實施方案的具有多個并聯熱交換器的熱電制冷系統；圖21展示根據本公開內容的另一實施方案的包括每個具有單獨的熱連接散熱器的兩個冷卻腔室的熱電制冷系統；圖22是根據本公開內容的一個實施方案的圖1的熱交換器的更詳細展示；圖23和圖24以圖表展示根據本公開內容的一個實施方案的連接到圖22的熱交換器的接受回路和排放回路的熱二極管效應；圖25展示根據本公開內容的一個實施方案的混合熱交換器的熱二極管效應；圖26至圖29是展示根據本公開內容的一個實施方案的圖1和圖21的熱交換器的冷側散熱器的配置的示意圖；圖30展示根據本公開內容的一個實施方案的具有經由熱導管熱連接的物理地分離的熱側散熱器和冷側散熱器的熱交換器；圖31是展示根據本公開內容的一個實施方案的圖30的熱交換器中的熱量流動的示意圖；圖32和圖33展示使用圖30的熱交換器的熱電制冷系統的實施方案；圖34展示根據本公開內容的一個實施方案的以偏離垂面某個角度安裝二相熱交換器；圖35展示圖34的一個特定實例，其中二相熱交換器以針對二相熱交換器的特定實施方案最佳化的特定角度安裝；圖36A和圖36B展示根據本公開內容的一個實施方案的圖34的二相熱交換器的封裝；圖37A和圖37B展示根據本公開內容的一個實施方案的將圖34、圖36A和圖36B的二相熱交換器安裝到熱電系統的壁(例如，熱電制冷系統的內壁)使得維持二相熱交換器的角度；且圖38是根據本公開內容的一個實施方案的圖1的控制器的方框圖。詳述下文陳述的實施方案表示使本領域一般技術人員能夠實踐所述實施方案且展示實踐所述實施方案的最佳模式的必要信息。在按照附圖閱讀下文描述之后，本領域一般技術人員將了解本公開內容的概念且將意識到本文未特定解決的這些概念的應用。應了解，這些概念和應用落在本公開內容和隨附權利要求之范圍內。將了解，雖然本文可以使用術語第一、第二等等來描述各種元件，但是這些元件不應受限于這些術語。這些術語只用來區分一個元件與另一元件。例如，在不違背本公開內容的范圍的情況下，第一元件可稱為第二元件，且相似地，第二元件可稱為第一元件。如本文所使用，術語“和/或”包括相關的列出項中的一個或多個的任一和全部組合。本文可以使用相對術語(諸如“下方”或“上方”或者“上”或“下”或者“水平”或“垂直”)來描述如圖示中展示的一個元件、層或區域與另一元件、層或區域的關系。應了解，這些術語和上文討論的術語旨在除了圖示中描繪的定向以外還包括裝置的不同定向。本文使用的術語只是為了描述特定實施方案的目的且布置在限制本公開內容。如本文中所使用，除非上下文另有明確指示，否則單數形式“一”和“所述”也旨在包括復數形式。應進一步了解，當本文使用術語“包括”(“comprises”、“comprising”)和/或“包括”(“includes”、“including”)時，所述術語指定所述特征、整數、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但不排除存在或添加一個或多個其它特征、整數、步驟、操作、元件、組件和/或其的組。除非另有定義，否則本文使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有相同于為本公開內容所屬的一般技術人員通常所理解的意義。將進一步了解，本文使用的術語應解釋為具有與其在本說明書和相關領域的上下文中的意義一致的一意義，且不應以理想化或過度正式的含義來解釋，除非本文如此明確定義。圖1展示根據本公開內容的一個實施方案的熱電冷卻系統100。如展示，熱電冷卻系統100包括冷卻腔室102、熱交換器104和控制器106，其控制冷卻腔室102內的冷卻。熱交換器104包括熱側散熱器108、冷側散熱器110和匣子112，所述匣子112包括多個熱電冷卻器(TEC)，其中每個TEC具有與冷側散熱器110熱連接的冷側和與熱側散熱器108熱連接的熱側。TEC優選地是薄膜裝置。當TEC中的一個或多個由控制器106激活時，已激活的TEC操作來加熱所述熱側冷卻器108和冷卻冷側散熱器110以從而促進熱量傳遞以從冷卻腔室102提取熱量。更具體地說，當激活TEC中的一個或多個時，加熱所述熱側冷卻器108以從而創建蒸發器且冷卻所述冷側散熱器110以從而創建凝固器。冷側散熱器110在充當凝固器時促進經由與冷側散熱器110連接的接受回路114從冷卻腔室102提取熱量。接受回路114熱連接到熱電制冷系統100的內壁115。內壁115界定冷卻腔室102。在一個實施方案中，接受回路114集成到內壁115中或直接集成到內壁115的表面上。接受回路114是由允許冷卻介質(例如，二相冷卻劑)流過或通過接受回路114的任何類型的管件形成。由于接受回路114與內壁115的熱連接，冷卻介質隨著其流過接受回路114而從冷卻腔室102提取熱量。接受回路114可以由(例如)銅管、塑料管、不銹鋼管、鋁管等等形成。由冷側散熱器110和接受回路114形成的凝固器根據任何合適的熱交換技術操作。在一個優選實施方案中，接受回路114根據熱對流原理操作(即，充當熱對流系統)使得冷卻介質從冷側散熱器110行進通過接受回路114且返回到冷側散熱器110以從而使用二相被動熱量傳輸冷卻所述冷卻腔室102。特定地說，被動熱交換通過接受回路114中的冷卻介質與冷卻腔室102之間的自然對流而發生。在一個實施方案中，當冷卻介質與冷卻腔室102熱接觸時，冷卻介質呈液體形式。具體地說，被動熱交換發生在冷卻腔室102中的環境與接受回路114內的冷卻介質之間使得冷卻腔室102中的溫度降低且冷卻介質的溫度增加和/或經歷相變。當冷卻介質的溫度增加時，冷卻介質的密度諸如通過蒸發而降低。因此，冷卻介質經由浮力在接受回路114中以向上方向移動朝向熱交換器104且具體朝向冷側散熱器110。冷卻介質與冷側散熱器110熱接觸，其中熱交換發生在冷卻介質與冷側散熱器110之間。當熱交換發生在冷卻介質與冷側散熱器110之間時，冷卻介質凝固且再次經由重力流過接受回路114以從冷卻腔室102提取額外熱量。因此，在一些實施方案中，接受回路114在冷卻所述冷卻腔室102時用作蒸發器。如上文提及，熱交換器104包括布置在熱側散熱器108與冷側散熱器110之間的匣子112。匣子112中的TEC具有與熱側散熱器108熱連接的熱側(即，在TEC的操作期間是較熱的側)和與冷側散熱器110熱連接的冷側(即，在TEC的操作期間是較冷的側)。匣子112內的TEC有效地促進冷側散熱器110與熱側散熱器108之間的熱量傳遞。更具體地說，當熱量傳遞發生在接受回路114中的冷卻介質與冷側散熱器110之間時，活動的TEC在冷側散熱器110與熱側散熱器108之間傳遞熱量。熱側散熱器108在充當蒸發器時促進熱量經由連接到熱側散熱器108的排放回路116排放到冷卻腔室102外部的環境。排放回路116熱連接到熱電制冷系統100的外壁118或外殼。外壁118與冷卻腔室102外部的環境直接熱接觸。此外，外壁118通過例如適當的絕緣與接受回路114和內壁115(和因此冷卻腔室102)隔熱。在一個實施方案中，排放回路116集成到外壁118中或集成到外壁118的表面上。排放回路116是由允許熱量傳遞介質(例如，二相冷卻劑)流過或通過排放回路116的任何類型的管件形成。由于排放回路116與外部環境的熱連接，熱量傳遞介質隨著其流過排放回路116而將熱量排放到外部環境。排放回路116可以由(例如)銅管、塑料管、不銹鋼管、鋁管等等形成。由熱側散熱器108和排放回路116形成的蒸發器根據任何合適的熱交換技術操作。在一個優選實施方案中，排放回路116根據熱對流原理操作(即，充當熱對流系統)使得熱量傳遞介質從熱側散熱器108行進通過排放回路116且返回到熱側散熱器108以從而使用二相被動熱量傳輸排放熱量。特定地說，熱側散熱器108將從冷側散熱器110接收的熱量傳遞到排放回路116內的熱量傳遞介質。一旦熱量被傳遞到熱量傳遞介質，熱量傳遞介質立即改變相位且行進通過排放回路116且與外壁118熱接觸使得熱量被排出到冷卻腔室102外部的環境。當排放回路116內的熱量傳遞介質與外壁118直接熱接觸時，排放回路116中的熱量傳遞介質與外部環境之間發生被動熱交換。眾所周知，被動熱交換導致排放回路116內的熱量傳遞介質凝固，使得熱量傳遞介質由于重力而行進返回到熱交換器104。因此，排放回路116在將熱量排放到冷卻腔室102外部的環境時用作凝固器。如下文更加詳細地討論，在一個優選實施方案中，熱交換器104沒有與冷卻腔室102直接熱接觸且反而與冷腔室102隔熱。同樣地，熱交換器104沒有與外壁118直接熱接觸且反而與外壁118隔熱。因此，如下文將詳述，熱交換器104與熱電制冷系統100的冷卻腔室102和外壁118兩者均隔熱。重要的是，這提供熱二極管效應，通過二極管效應防止當TEC停用時熱量返回泄漏到冷卻腔室102中。控制器106操作來控制匣子112內的TEC以維持冷卻腔室102內的所需設置點溫度。一般來說，控制器106操作來選擇性地激活/停用TEC，選擇性地控制TEC的輸入電流和/或選擇性地控制TEC的占空比以維持所需設置點溫度。此外，在優選實施方案中，控制器106被啟用來單獨地或獨立地控制TEC中一個或多個子組的TEC，且在一些實施方案中控制兩個或更多個子組的TEC，其中每個子組包括一個或多個不同TEC。因此，作為實例，如果匣子112中存在四個TEC，那么控制器106可以被啟用來單獨地控制第一個別TEC、第二個別TEC和兩個TEC的組(即，第一個別TEC和第二個別TEC以及兩個TEC的組)。按需求決定，通過這種方法，控制器106可(例如)以最大效率選擇性地獨立激活一個、兩個、三個或四個TEC。繼續這個實例，控制器106可以被啟用來單獨地且選擇性地控制：(1)第一個別TEC的激活/停用、第一個別TEC的輸入電流和/或第一個別TEC的的占空比；(2)第二個別TEC的激活/停用、第二個別TEC的輸入電流和/或第二個別TEC的的占空比；和(3)兩個TEC的組的激活/停用、兩個TEC的組的輸入電流和/或兩個TEC的組的的占空比。使用不同子組的TEC的這種單獨選擇性控制，控制器106優選地控制TEC以增強熱電制冷系統100的效率。例如，控制器106可以控制TEC以在以穩定狀態模式操作時(諸如當冷卻腔室102在設置點溫度下或在預定義穩定狀態溫度范圍內時)最大化效率。然而，在下拉或恢復期間，控制器106可以控制TEC以實現所需性能，諸如(例如)最大化來自冷卻腔室102的熱量提取、在下拉/恢復時間與效率之間提供平衡等等。在繼續進行之前，冷卻能力對輸入電流特性和效率對TEC的輸入電流特性的簡要討論是有利的。在這方面，圖2是展示TEC的冷卻能力(Q)及冷卻效率(COP)對TEC的輸入電流的圖表。更具體地說，冷卻效率是由性能系數(COP)表示。如圖2中展示，隨著TEC的輸入電流(I)增加，TEC的冷卻能力也增加。冷卻能力(Q)曲線上表示TEC消除最大熱量的點被標示為Qmax。因此，當TEC在Qmax下操作時，TEC可能消除最大熱量。當對應最大電流Imax提供給TEC時，TEC在Qmax下操作。圖2還展示TEC的COP根據電流變化。對于冷卻應用，TEC的COP是所消除的熱量與TEC消除熱量所需要的工作輸入的量的比例。TEC的COP最大化時的熱量或能力(Q)被標示為QCOPmax。當電流ICOPmax提供給TEC時，TEC在QCOPmax下操作。因此，當電流ICOPmax提供給TEC時TEC的效率或COP最大化使得TEC在QCOPmax下操作。如下文更詳細地討論，在優選實施方案中，控制器106控制匣子112內的TEC使得在穩定狀態操作期間，TEC中的一個或多個激活且在QCOPmax下操作，且剩余的TEC停用以從而最大化效率。按需求決定激活的TEC的數量和相反地停用的TEC的數量。相反地，在下拉或恢復期間，匣子112內的一個或多個且可能全部TEC根據所需性能分布激活且操作。所需性能分布的一個實例是全部TEC激活且在Qmax下操作以最小化下拉或恢復時間。然而，所需性能分布替代地可以在下拉或恢復時間與效率之間提供平衡，其中例如全部TEC激活且在介于QCOPmax與Qmax之間的某個點下操作。注意，如下文討論，TEC的控制不限于這些實例。如下文提及，圖2展示單一TEC的冷卻能力和冷卻效率。增加TEC的數量會線性地增加熱量消除能力且不影響采用TEC的熱電制冷系統100的COP的操作。因此，如果熱電制冷系統100包括四個TEC，那么熱電制冷系統100的熱量消除能力與包括單一TEC的熱電制冷系統100的實施方案相比呈四倍增加，同時在一些優選實施方案中允許整個系統在偏離QCOPmax與Qmax之間操作。應注意，雖然TEC的電流的施加和圖2是在冷卻的背景下討論，但是相同的原理也應用于熱量恢復/發電的背景，其中TEC用來響應于熱量而發電或產生電流。TEC匣子在討論控制器106單獨地且選擇性地控制TEC的操作的細節之前，討論實現TEC的單獨且選擇性控制的圖1的匣子112的實施方案是有利的。注意，雖然匣子112的下列討論是關于圖1的熱電制冷系統100，但是匣子112不限于在圖1的熱電制冷系統100中使用，也一般不限于熱電制冷。例如，匣子112可以在熱量恢復或發電應用中使用。如上文提及，匣子112中的TEC用來調節冷卻腔室102的溫度。為了滿足許多制冷應用的所需冷卻能力，熱電制冷系統100使用多個TEC。多個TEC的使用優于單一大型TEC的使用，因為多個TEC可被單獨控制來在狀況變化之下提供所需性能。相比之下，被設計來提供下拉或恢復的最大所需能力的單一超大尺寸的TEC沒有提供這種靈活性。例如，在穩定狀態狀況期間，單一超大尺寸的TEC將通常在對應于低COP值的低能力點下操作。換句話來說，超大尺寸的TEC將低效率地操作。相比之下，控制器106被啟用來單獨地控制匣子112中的TEC的子組以在穩定狀態狀況期間最大化效率。圖3至圖5展示使得控制器106能夠根據所需控制方案來單獨地且選擇性地控制不同子組的TEC的匣子112的實施方案。然而，應注意，圖3至圖5的實施方案只是實例。匣子112可以被配置來保留任何數量的TEC且允許單獨地控制任何數量的子組的TEC。每個子組一般包括一個或多個TEC。此外，不同子組可以包括相同數量或不同數量的TEC。在圖3的實施方案中，匣子112包括布置在互連板122上的TEC120a至120f(更一般地說，在本文中統稱為TEC120且個別地稱為TEC120)。TEC120是薄膜裝置。標題是METHODFORTHINFILMTHERMOELECTRICMODULEFABRICATION的第8,216,871號美國專利中公開了薄膜TEC的一些非限制實例，所述專利是以引用的方式全部并入本文。互連板122包括導電線路124a至124d(更一般地說，在本文中統稱為線路124且個別地稱為線路124)，其界定四個子組的TEC102a至120f。特定地說，TEC120a和120b經由線路124a相互電串聯連接，且因而形成第一子組的TEC120。同樣地，TEC120c和120d經由線路124b相互電串聯連接，且因而形成第二子組的TEC120。TEC120e連接到線路124d且因而形成第三子組的TEC120，且TEC120f連接到線路124c且因而形成第四子組的TEC120。控制器106(圖1)可不以特定順序通過控制施加于線路124a的電流選擇性地控制第一子組的TEC120(即，TEC120a和120b)、通過控制施加于線路124b的電流選擇性地控制第二子組的TEC120(即，TEC120c和120d)、通過控制施加于線路124d的電流選擇性地控制第三子組的TEC120(即，TEC120e)且通過控制施加于線路124c的電流選擇性地控制第四子組的TEC120(即，TEC120f)。因此，使用TEC120a和120b作為實例，控制器106可通過從線路124a消除電流(停用)或通過施加電流于線路124a(激活)來選擇性地激活/停用TEC120a和120b，在TEC120a和120b激活時選擇性地增加或降低施加于線路124a的電流和/或以這種方式控制施加于線路124a的電流以在TEC120a和120b激活時控制TEC120a和120b的占空比(例如，電流的脈寬調制)。互連板122包括開口126a和126b(更一般地說，在本文中統稱為開口126且個別地稱為開口126)，其暴露TEC120a至120f的底面。當開口126a和126b布置在熱側散熱器108(圖1)與冷側散熱器110(圖1)之間時，其使得TEC120a至120f的底面能夠熱連接到適當的散熱器108或110。根據本公開內容的實施方案，在操作期間，控制器106可通過從對應線路124a至124d施加或消除電流選擇性地激活或停用TEC120的子組的任何組合。此外，控制器106可通過控制提供給對應線路124a至124d的電流的量控制活動的TEC120的操作點。例如，如果在穩定狀態操作期間只有第一子組的TEC120激活且在QCOPmax下操作，那么控制器106將電流ICOPmax提供給線路124a以從而激活TEC120a和120b且在QCOPmax下操作TEC120a和120b，且從其它線路124b至124d消除電流以從而停用其它TEC120c至120f。在參考圖3展示的實施方案中，匣子112包括TEC120a至120f。根據本公開內容的實施方案，匣子112可以包括任何數量的TEC120。例如，在參考圖4展示的實施方案中，匣子112包括只具有兩個TEC120(TEC120e和120f)的互連板122。在這個實施方案中，控制器106(圖1)可通過控制分別提供給對應線路124d和124c的電流個別地控制TEC120e和120f。作為另一實例，如參考圖5展示，匣子112可只包括四個TEC120，諸如TEC120c至120f。在這個實施方案中，互連板122包括分別提供電流給TEC120c至120f的線路124b至124d。此外，對應子組的TEC120可由控制器106通過提供適當電流給線路124b至124d而控制。雖然圖3至圖5展示實現匣子112上的不同TEC的選擇性地控制的匣子112的實施方案，但是圖6至圖8展示在不需要選擇性控制時可以使用的匣子112的實施方案。在這些實施方案中，可以改變TEC的輸入電流和/或TEC的占空比以提供所需能力、所需效率或能力與效率之間的某種平衡。特定地說，圖6展示包括互連板128和布置在互連板128上的單一TEC130的匣子112的實施方案。互連板128中的開口131暴露TEC130的底面。控制器106(圖1)可通過經由互連板128上的導電線路132控制TEC130的電流輸入來控制TEC130的能力和效率。圖7展示類似于圖6的匣子112的實施方案，但是匣子112包括四個TEC。更具體地說，匣子112包括互連板134和布置在互連板134上的四個TEC136。互連板134中存在開口137以暴露TEC136的底面。此外，控制器112可通過經由互連板134上的導電線路138控制TEC136的電流輸入和/或TEC136的占空比來控制TEC136的能力和效率。圖8展示類似于圖6和圖7的匣子112的另一實例，但是匣子112包括六個TEC。更具體地說，匣子112包括互連板140和布置在互連板140上的六個TEC142。互連板140中存在開口143以暴露TEC142的底面。此外，控制器112可通過經由互連板140上的導電線路144控制TEC142的電流輸入和/或TEC142的占空比來控制TEC142的能力和效率。應注意，圖6至圖8的實施方案只是實例。匣子112可以被配置來包括呈串聯或并聯配置的任何數量的TEC或導電線路。圖9至圖14分別展示圖3至圖8的互連板122、128、134、140，但是TEC沒有附接到互連板。圖9至圖14更清楚地展示互連板中的開口126、131、137和143，其暴露TEC的底面，或換句話來說，實現TEC的底面與適當的散熱器108或110之間的熱連接。圖9至圖14還展示接觸件146、148、150和152，其實現互連板122、128、134和140與對應TEC之間的電連接和機械連接。選擇性地控制TEC下文是圖1的控制器106的操作的實施方案的詳細討論。對于這種討論，假設匣子112是圖3的匣子112，其實現多個不同子組的TEC120的選擇性控制。然而，應注意，圖3的匣子112的使用只是實例。圖15展示根據本公開內容的一個實施方案的控制器106的操作。如展示，控制器106從溫度輸入154和156接收溫度數據。溫度輸入154和156可為任何類型的溫度傳感器。溫度數據包括冷卻腔室102的溫度(TCH)和熱交換器104的排放側或熱側上的溫度(TR)。熱交換器104的排放側是熱交換器104的熱側。因此，例如，溫度(TR)可以是熱側散熱器108的溫度。基于溫度數據，控制器106確定熱電制冷系統100的當前操作模式。在這個實施方案中，當前操作模式是下拉模式158、穩定狀態模式160、超溫模式162和恢復模式163中的一個。下拉模式158一般發生在熱電制冷系統100首次通電時。穩定狀態模式160發生在冷卻腔室102的溫度在所需設置點溫度下或附近時。特定地說，當冷卻腔室102的溫度是在包括設置點溫度(例如，冷卻腔室102的設置點溫度102±2度)的預定義穩定狀態范圍內時，冷卻腔室102的溫度在所需設置點溫度下或附近。超溫模式162出現在熱交換器104的排放側上的溫度高于預定義最大允許溫度時。超溫模式162是期間熱交換器104的排放側的溫度和因此TEC120的熱側溫度降低以保護TEC120不被破壞的安全模式。最后，恢復模式163出現在冷卻腔室102的溫度由于(例如)熱量泄漏到冷卻腔室102中、敞開冷卻腔室102的門等等而增加超出穩定狀態范圍時。圖16中展示在本公開內容的一個實施方案中控制器106在不同模式158、160、162和163中的操作。如圖16中展示，當在下拉模式158中操作時，控制器106按所需性能分布決定控制全部TEC120的電流使得全部TEC120在介于QCOPmax與Qmax之間的功率級下操作。換句話來說，控制器106使得提供介于ICOPmax與Imax之間的電流給全部TEC120。控制器106基于(例如)最初通電(諸如當熱電制冷系統100首次購買時或在熱電制冷系統100在斷開電源之后進行通電之后)確定熱電制冷系統100何時處于下列模式158。控制器106將全部TEC120維持在介于QCOPmax與Qmax之間的功率級直到冷卻腔室102的溫度下拉到設置點溫度或設置點溫度的可接受范圍內為止(如參考164展示)。一旦冷卻腔室102下拉到設置點溫度，控制器106控制TEC120的操作使得全部TEC120通過提供ICOPmax給全部TEC120而在QCOPmax下操作。此外，一旦冷卻腔室102下拉到設置點溫度，控制器106可以立即減小激活的TEC120的數量。如上文提及，基于溫度數據，控制器106還確定熱電制冷系統100何時處于穩定狀態模式160。如果冷卻腔室102的溫度等于設置點溫度或在設置點溫度的預定范圍內，那么熱電制冷系統100處于穩定狀態模式160。當處于穩定狀態模式160中時，控制器106按需要將所需數量的TEC120設置成QCOPmax。在這個實例中，在穩定狀態模式中，全部TEC120是在QCOPmax下操作。在穩定狀態模式160期間，如果如參考166展示，QCOPmax>Qleak，那么冷卻腔室102的溫度將繼續降低。在這種情況下，控制器106如參考168展示般降低激活的TEC120的占空比。相反地，如參考170展示，如果QCOPmax<Qleak，那么冷卻腔室102的溫度將增加。在這種情況下，控制器106增加可用的活動的TEC120的數量且然后如參考172展示般將提供給活動TEC120的電流增加到介于ICOPmax與Imax之間的值。顯而易見，Qleak是指泄漏到冷卻腔室102中的熱量，諸如通過冷卻腔室102的門的密封件的熱量、通過冷卻腔室102的自然熱量傳導等等。如上文提及，控制器106還可以基于來自溫度輸入156的溫度數據確定冷卻腔室102是否處于超溫模式162中。在熱電制冷系統100的操作期間，監控熱交換器104的排放側處的溫度以保證熱交換器104的排放側處的溫度不超過預定最大允許溫度。例如，當冷卻腔室102沒有冷卻時(諸如如果冷卻腔室102的門沒有適當地關閉等等)，熱交換器104的排放側處的溫度可以超過預定最大允許溫度。在操作174中，如果控制器106確定熱交換器104的排放側處的溫度超過預定最大允許溫度，那么控制器106通過停用促進冷卻的一些或全部TEC120或通過減小提供給TEC120的電流來降低熱交換器104的排放側處的溫度。例如，如果全部TEC120是在QCOPmax或Qmax下操作，那么控制器106可以停用TEC120中的一個或多個或優選地停用全部TEC120。在另一實例中，如果TEC120a、120b、120e和120f是在Qmax下操作，那么控制器106可以停用TEC120e和120f使得只有TEC120a和120b在Qmax下操作，且促進從冷卻腔室102進行熱量提取。在另一實例中，如果TEC120a至120d是在QCOPmax下操作，那么控制器106可以停用TEC120c和120d且然后還激活TEC120e以維持冷卻腔室102的溫度使其盡可能接近設置點溫度而不危害匣子112。應注意，響應于確定熱交換器104的溫度超過最大允許溫度，控制器106可以停用任何數量的活動TEC120且激活任何數量的不活動TEC120。如上文提及，如果控制器106確定熱交換器104的溫度超過預定最大允許溫度，那么除了或代替停用一些或全部TEC120以外，控制器106還可以減小提供給TEC120的電流。為了進一步展示這種功能，如果全部TEC120是在QCOPmax或Qmax下操作，那么控制器106可以降低提供給TEC120中的每個的電流量。例如，如果全部TEC120是在Qmax下操作，那么控制器106可以將電流從Imax減小到介于ICOPmax與Imax之間的值。此外，如果全部TEC120是在QCOPmax或Qmax下操作，那么控制器106只可以減小提供給一些TEC120的電流以降低熱交換器104的溫度。在另一實施方案中，控制器106還可以停用一些TEC120且同時降低在熱交換器104的溫度超過預定最大允許溫度時仍然激活的一些或全部TEC120的電流。當處于恢復模式163中時，如操作175處展示，控制器106將活動的TEC120從在QCOPmax下操作切換到在Qmax下操作。當在穩定狀態操作期間，控制器106從溫度輸入154接收到指示冷卻腔室102內的溫度在短時間內顯著增加到設置點溫度以上的溫度數據，發生恢復模式163。具體地說，當冷卻腔室102內的溫度增加到溫度的穩定狀態范圍的上閾值時(例如，增加到設置點溫度加上定義所需穩定狀態范圍的上閾值的某個預定義值以上時)，熱電制冷系統100可以進入恢復模式163。應注意，圖16中針對不同模式158、160、162和163展示的控制164、166、168、170、172、174和175只是實例。控制器106控制處于模式158、160、162和163中的每個的TEC120的方式可以取決于特定實施方式而改變。一般來說，如上文討論，控制器106控制TEC120以在TEC120處于下拉模式158或恢復模式163時降低冷卻腔室102的溫度。這樣做的確切方式可以發生改變。例如，如果性能分布是需要最小量的下拉或恢復時間，那么控制器106可在Qmax下以100％占空比(總是接通)激活全部TEC120。相反地，如果下拉或恢復時間與效率之間需要平衡，那么控制器106可(例如)在QCOPmax下以100％占空比(總是接通)或在介于QCOPmax與Qmax之間的任何之處激活全部TEC120。當處于穩定狀態模式160中時，控制器106一般操作來以有效方式維持設置點溫度。例如，控制器106可基于負荷在QCOPmax下操作所需數量的TEC120(例如，全部TEC120或小于全部TEC120)。TEC120的這個預定數量是通過在QCOPmax下或附近操作維持設置點溫度所需的TEC120的數量。如果穩定狀態模式160期間并不需要全部TEC120，那么停用不需要的TEC120。控制器106可微調激活的TEC120的操作以通過(例如)稍微增加或降低激活的TEC120的輸入電流使得激活的TEC120在稍微高于QCOPmax下操作或通過增加或降低激活的TEC120的占空比以補償Qleak來精確地維持設置點溫度。返回到圖15，熱電制冷系統100還包括用戶界面(UI)176、電源178、配件(acc)180和電力電子器件182。用戶界面176允許用戶輸入與熱電制冷系統100相關的各種控制參數。這些控制參數包括冷卻腔室102的設置點溫度。在一些實施方案中，控制參數此外可以包括用于溫度的穩定狀態范圍的值。注意，在一些實施方案中，用戶界面176此外可以允許熱電制冷系統100的用戶或制造商定義熱交換器104的排放側的最大允許溫度、與ICOPmax和Imax相關的電流值和/或等等。然而，應注意，一些或全部控制參數可以被編程或硬編碼到控制器106中。電源178給控制器106、配件180和電力電子器件182供電。配件180可以是用于擴展能力的腔室發光體或通信模塊。在其中配件180是通信模塊的實施方案中，配件180可以與遠程裝置通信，諸如(但不限于)：移動電話、遠程定位的計算裝置或甚至其它家用電器和熱電制冷系統。在其中配件180與移動電話或遠程定位的計算裝置通信的實施方案中，配件180可將熱電制冷系統100和冷卻腔室102的操作參數(例如，溫度數據)提供給遠程裝置或實體。在其中配件180與其它熱電制冷系統通信的實施方案中，配件180可以將熱電制冷系統100的操作參數傳送到其它熱電制冷系統，操作參數諸如設置點溫度、設置點溫度的上閾值和下閾值、冷卻腔室102的最大允許溫度、熱交換器104的排放側的最大允許溫度等等。電力電子器件182一般操作來響應于來自控制器106的控制輸入將電流提供給TEC120。更具體地說，電力電子器件182獨立地將電流提供給TEC120的子組中的每個。在一個實施方案中，還控制不同子組的TEC120的占空比。在這種情況下，電力電子器件182可以提供脈寬調制功能，通過脈寬調制功能控制不同子組的TEC120的占空比。參考圖17，展示根據本公開內容的一個實施方案的操作控制器106以將冷卻腔室102維持在設置點溫度的方法。最初，接收對應于冷卻腔室102內的溫度和熱交換器104的排放側處的溫度的溫度數據(步驟1000)。例如，熱電偶或任何其它類型的溫度傳感器可以用來確定冷卻腔室102的溫度且在步驟1000中經由溫度輸入154將溫度作為溫度數據提供給控制器106。此外，熱電偶或任何其它類型的溫度傳感器可以用來確定熱交換器104的排放側處的溫度且在步驟1000中經由溫度輸入156將溫度作為溫度數據提供給控制器106。響應于接收到溫度數據，控制器106基于溫度數據選擇性地控制TEC(步驟1002)。一般來說，控制器106基于溫度數據和冷卻腔室102的設置點溫度選擇性地控制一個或多個不同子組的TEC，且在一些優選實施方案中兩個或更多個不同子組的TEC。使用圖3的匣子112中的TEC120作為實例，控制器106選擇性地或單獨地控制不同子組的TEC120。更具體地說，如上文討論，控制器106基于溫度數據和冷卻腔室102的設置點溫度確定熱電制冷系統100是否處于下拉模式158、穩定狀態模式160或恢復模式163中。如果控制器106確定熱電制冷系統100處于下拉模式158或恢復模式163中，那么控制器106通過激活目前已停用的TEC120、增加提供給激活的TEC120的電流和/或增加激活的TEC120的占空比來控制TEC120以降低冷卻腔室102的溫度。如果控制器106確定熱電制冷系統100處于穩定狀態模式160中，那么控制器106控制TEC120以維持設置點溫度。在穩定狀態模式160中，控制器106(例如)必要時可以激活或停用不同子組的TEC120、增加或降低提供給不同子組的激活的TEC120的電流和/或增加或降低不同子組的激活的TEC120的占空比以維持設置點溫度。作為實例，如果溫度數據指示當TEC120a、120b和120e在穩定狀態操作期間在QCOPmax下操作時熱電制冷系統100處于恢復模式163，那么控制器106可以激活額外子組的不活動的TEC120c、120d和120f且在QCOPmax下操作最近激活的TEC120。如果需要另一冷卻能力，那么控制器106可以將提供給活動的TEC120a、120b、120c、120d、120e和120f的電流增加到Imax以盡可能快地將冷卻腔室102的溫度下拉到設置點溫度。在控制器106選擇性地控制TEC120以在Qmax下操作之后，方法返回到步驟1000且控制器106再次接收溫度數據。返回到所述實例，如果步驟1000中接收的溫度數據指示冷卻腔室102已冷卻到設置點溫度，那么控制器106將提供給TEC120a、120b和120e的電流從Imax降低到ICOPmax使得TEC120a、120b和120e在步驟1002中由于穩定狀態模式160而在QCOPmax下操作。此外，控制器120停用TEC120c、120d和120f，在這個實例中，其在穩定狀態模式160中沒有被使用。控制器106繼續重復這個過程以維持冷卻腔室102中的設置點溫度。換句話來說，在一個實施方案中，控制器106被配置或啟用來根據多種控制方案控制TEC120。控制方案包括獨立地控制不同子組的TEC120的激活和停用、獨立地控制提供給每個子組的TEC120的電流和/或獨立地控制每個子組的TEC120的占空比。在操作中，控制器106基于冷卻腔室102的溫度且在一些實施方案中基于熱交換器104的排放側處的溫度以及所需性能分布選擇一種或多種控制方案。所需性能分布可以編程或硬編碼到控制器106中。所需性能分布規定如何針對不同操作模式控制TEC120(例如，最大效率、最大能力、最大效率與最大能力之間的某個點)。一旦選擇控制方案，控制器106根據選定控制方案控制不同子組的TEC120。因此，控制器106可控制每個操作模式的激活/停用、電流和占空比的任何組合。例如，對于穩定狀態模式160，控制器106可以基于冷卻腔室102的溫度和穩定狀態模式160期間最大化效率的所需性能分布選擇TEC120的激活/停用的控制方案。在這種情況下，控制器106然后激活一個或多個子組的TEC120且在一些實施方案中停用一個或多個其它子組的TEC120。此外，控制器106可以在穩定狀態模式160期間選擇控制激活的TEC120的電流和/或占空比，在所述情況下，控制器106獨立地控制提供給激活子組的TEC120中的每個的電流和/或激活子組的TEC120中的占空比。繼續這個實例，對于恢復模式163或下拉模式158，控制器106可以基于冷卻腔室102的溫度和所需性能分布(例如，最小化下拉或恢復時間)選擇TEC120的激活/停用的控制方案。在這種情況下，控制器106激活穩定狀態模式160期間沒有激活的額外子組的TEC120。此外，對于下拉模式158或恢復模式163，控制器106可以選擇控制激活子組的TEC120的電流和/或占空比，在所述情況下，控制器106獨立地控制激活子組的TEC120中的每個的電流和/或激活子組的TEC120中的每個的占空比。圖18是展示根據本公開內容的另一實施方案的操作控制器106以將冷卻腔室102維持在設置點溫度的方法的流程圖。最初，接收冷卻腔室102和熱交換器104的排放側處的溫度數據(步驟1100)。在接收到溫度數據之后，控制器106確定冷卻腔室102的溫度是否大于冷卻腔室102的溫度的穩定狀態范圍的上閾值(步驟1102)。穩定狀態范圍是包括設置點溫度的冷卻腔室102的可接受溫度范圍。作為實例，穩定狀態范圍可以是設置點溫度加上或減去預定義偏差(例如，2度)。如果冷卻腔室102的溫度不大于穩定狀態范圍的上閾值，那么控制器106確定冷卻腔室102的溫度是否大于穩定狀態范圍的下閾值(步驟1104)。如果冷卻腔室102的溫度不大于穩定狀態范圍的下閾值，那么過程返回到步驟1100。然而，如果冷卻腔室102的溫度低于穩定狀態范圍的下閾值，那么控制器106控制TEC120以增加冷卻腔室102的溫度(步驟1106)。取決于特定實施方案，控制器106通過停用TEC中的一個或多個、降低TEC120中的一個或多個的電流輸入和/或降低低TEC120中的一個或多個的占空比來增加冷卻腔室102的溫度。因為控制器106可選擇性地控制不同子組的TEC120，所以控制器106在如何增加冷卻腔室102的溫度方面具有相當大的靈活性。在控制TEC120以增加冷卻腔室102的溫度之后，過程返回到步驟1100且重復所述過程。返回到步驟1102，如果冷卻腔室102的溫度大于穩定狀態范圍的上閾值，那么控制器106確定冷卻腔室102的溫度是否大于冷卻腔室102的預定最大允許溫度(步驟1108)。如果是，那么過程進行到步驟1112。如果不是，那么控制器106控制TEC120以降低冷卻腔室102的溫度(步驟1110)。控制器106控制TEC120以通過激活一個或多個先前停用的TEC120、將激活的TEC120中的一個或多個的電流輸入從ICOPmax增加到大于ICOPmax的值(例如，Imax)和/或增加激活的TEC120中的一個或多個的占空比來降低冷卻腔室102的溫度。使用圖3的匣子112的實施方案中的TEC120作為實例，控制器106獨立地控制不同子組的TEC120。因此，例如，如果在步驟1110之前，第一子組的TEC(即，TEC120a和120b)激活且在QCOPmax下操作，但是剩余的TEC120停用，那么控制器106可通過將第一子組的TEC120的電流輸入從ICOPmax增加到大于ICOPmax的值(例如，Imax)、增加第一子組的TEC120的占空比、激活第二子組的TEC120以在QCOPmax或大于QCOPmax的能力下以所需占空比(例如，總是接通)操作、激活第三子組的TEC120以在QCOPmax或大于QCOPmax的能力下以所需占空比(例如，總是接通)操作和/或激活第四子組的TEC120以在QCOPmax或大于QCOPmax的能力下以所需占空比(例如，總是接通)操作來降低冷卻腔室102的溫度。然后，是否從步驟1108或步驟1110的“是”分支進行，控制器106確定熱交換器104的排放側處的溫度是否大于熱交換器104的排放側處的預定最大允許溫度(步驟1112)。如果是，那么控制器106控制TEC120以降低熱交換器組件的溫度(步驟1114)。具體地說，那么控制器106控制TEC120以在排放側(例如，熱側散熱器108)處降低熱交換器104的組件的溫度。降低熱交換器104的組件的溫度可以通過停用一些或全部TEC120、減小提供給一些或全部TEC120的電流或其組合而完成。過程然后返回到步驟1100且重復所述過程。然而，如果熱交換器104的排放側處的溫度不大于預定最大允許溫度，那么控制器106控制TEC以降低冷卻腔室102的溫度(步驟1116)。如上文討論，控制器106控制TEC120以通過激活一個或多個先前停用的TEC120、將激活的TEC120中的一個或多個的電流輸入從ICOPmax增加到大于ICOPmax的值(例如，Imax)和/或增加激活的TEC120中的一個或多個的占空比來降低冷卻腔室102的溫度。例如，如果在步驟1116之前，第一子組的TEC(即，TEC120a和120b)激活且在QCOPmax下操作，但是剩余的TEC120停用，那么控制器106可通過將第一子組的TEC120的電流輸入從ICOPmax增加到大于ICOPmax的值(例如，Imax)、增加第一子組的TEC120的占空比、激活第二子組的TEC120以在QCOPmax或大于QCOPmax的能力下以所需占空比(例如，總是接通)操作、激活第三子組的TEC120以在QCOPmax或大于QCOPmax的能力下以所需占空比(例如，總是接通)操作和/或激活第四子組的TEC120以在QCOPmax或大于QCOPmax的能力下以所需占空比(例如，總是接通)操作來降低冷卻腔室102的溫度。在步驟1116中降低冷卻腔室102的溫度之后，過程返回到步驟1100且重復所述過程。作為實例，假設溫度數據指示冷卻腔室102是0.9℃且熱交換器104的排放側是19℃。此外，對于這個實例，冷卻腔室102的設置點溫度是2.2℃，穩定狀態范圍的上閾值是5.0℃，穩定狀態范圍的下閾值是1.0℃，冷卻腔室102中的最大允許溫度是15℃且熱交換器104的排放側處的最大允許溫度是20℃。使用這個實例，控制器106首先確定冷卻腔室102的溫度(0.9℃)不超過穩定狀態范圍的上閾值(5.0℃)。因此，控制器106執行步驟1104，其中控制器106確定冷卻腔室102的溫度(0.9℃)小于穩定狀態范圍的下閾值(1.0℃)。因此，控制器106執行步驟1106以增加冷卻腔室102的溫度。在執行步驟1106之后，控制器106返回到步驟1100以從而接收更新的溫度數據且繼續所述過程。作為另一實例，假設溫度數據指示冷卻腔室102的溫度是14℃且熱交換器104的排放側處的溫度是18℃。此外，對于這個實例，冷卻腔室102的設置點溫度是2.2℃，穩定狀態范圍的上閾值是5.0℃，穩定狀態范圍的下閾值是1.0℃，冷卻腔室102中的最大允許溫度是15℃且熱交換器104的排放側處的最大允許溫度是20℃。使用這個實例，控制器106確定冷卻腔室102的溫度(14℃)大于穩定狀態范圍的上閾值(5.0℃)。因此，控制器106執行步驟1108，其中控制器106確定冷卻腔室102的溫度(14℃)小于冷卻腔室102的最大允許溫度(15℃)。因此，控制器106執行步驟1110以從而降低冷卻腔室102的溫度。在第三實例中，溫度數據指示冷卻腔室102的溫度是17℃且熱交換器104的溫度是22℃。此外，對于這個實例，冷卻腔室102的設置點溫度是2.2℃，穩定狀態范圍的上閾值是5.0℃，穩定狀態范圍的下閾值是1.0℃，冷卻腔室102中的最大允許溫度是15℃且熱交換器104的排放側處的最大允許溫度是20℃。在步驟1102中，控制器106確定冷卻腔室102的溫度大于穩定狀態范圍的上閾值。因此，控制器106執行步驟1108，其中控制器106確定冷卻腔室102的溫度(17℃)超過冷卻腔室102內的最大允許溫度(15℃)。因此，控制器106執行步驟1112，其中控制器106確定熱交換器104的排放側處的溫度是否超過熱交換器104的排放側處的最大允許溫度。根據本公開內容的實施方案，熱交換器104的排放側處的最大允許溫度是在其以外熱交換器104的組件可能過熱且被損壞的溫度。熱交換器104的排放側處的溫度超過熱交換器104的排放側處的最大允許溫度時的實例是當冷卻腔室102通過大量的熱量泄漏時，諸如當冷卻腔室102的門保持敞開時。在其中冷卻腔室102的門保持敞開的情形中，熱電制冷系統100試圖將冷卻腔室102的溫度下拉到設置點溫度。在這里，由于存在大量熱量泄漏，熱交換器104的組件可能不能夠下拉冷卻腔室102的溫度且反而過度工作，因而過熱(即，超過熱交換器104的排放側處的最大允許溫度)。熱交換器104的排放側處的溫度超過熱交換器104的排放側處的最大允許溫度時的另一實例是當接受回路114與冷卻腔室102之間沒有發生適當的熱量傳遞時，諸如如果接受回路114中存在阻塞、如果接受回路114內的冷卻介質存在問題等等。在第三實例中，熱交換器104的排放側處的溫度(22℃)超過熱交換器104的排放側處的最大允許溫度(20℃)。因此，控制器106執行步驟1114，其中控制器106冷卻熱交換器104的組件的溫度。圖19是展示根據本公開內容的一個實施方案的操作控制器106以監控熱交換器104的排放側處的溫度的方法的流程圖。最初，控制器106接收溫度數據(步驟1200)。在一個實施方案中，溫度數據對應于熱交換器104的排放側處的溫度。如上文參考圖18的步驟1112描述，在接收到溫度數據之后，控制器106確定熱交換器104的排放側處的溫度是否超過熱交換器104的排放側處的最大允許溫度(步驟1202)。如果熱交換器104的排放側處的溫度沒有超過最大允許溫度，那么過程返回到步驟1200且重復所述過程。然而，如果熱交換器104的排放側處的溫度超過熱交換器104的排放側處的最大允許溫度，那么控制器106控制TEC120以從而降低熱交換器104的排放側處的溫度(步驟1204)。多并聯熱交換系統在上述實施方案中，熱電制冷系統100包括單一熱交換系統(即，單一熱交換器104、單一接受回路114和單一排放回路116)。圖20A至圖20C展示包括兩個并聯熱交換系統的熱電制冷系統100的另一實施方案。注意，雖然圖20A至圖20C的實施方案中展示兩個并聯熱交換系統，但是也可以使用任何數量的兩個或更多個并聯熱交換系統。如圖20A中展示，兩個并聯熱交換系統與圖1的熱交換系統相同。特定地說，第一熱交換系統包括熱交換器104a，其包括熱側散熱器108a、冷側散熱器110a、布置在熱側散熱器108a與冷側散熱器110a之間的匣子112a、連接到冷側散熱器110a的接受回路114a和連接到熱側散熱器108a的排放回路116a。匣子112a包括由控制器106選擇性地控制的一個或多個TEC和優選地多個TEC。在一些優選實施方案中，TEC布置在互連板上，所述互連板以上文關于圖1的匣子112描述的方式實現一個或多個且優選地兩個或更多個子組的TEC的選擇性和獨立控制。同樣地，第二熱交換系統包括熱交換器104b，其包括熱側散熱器108b、冷側散熱器110b、布置在熱側散熱器108b與冷側散熱器110b之間的匣子112b、連接到冷側散熱器110b的接受回路114b和連接到熱側散熱器108b的排放回路116b。匣子112b包括由控制器106選擇性地控制的一個或多個TEC和優選地多個TEC。在一些優選實施方案中，TEC布置在互連板上，所述互連板以上文關于圖1的匣子112描述的方式實現一個或多個且優選地兩個或更多個子組的TEC的選擇性和獨立控制。圖20A的兩個并聯熱交換系統的操作和匣子112a和112b中的TEC的控制與上文關于圖1的對應熱交換系統和匣子112的操作和控制相同。因而，不重復所述細節。當控制器106控制匣子112a和112b中的TEC時，并聯熱交換系統提供控制器106的額外自由度。更具體地說，除了選擇性且獨立地控制匣子112a中的一個或多個且優選地兩個或更多個子組的TEC以外，控制器106還被啟用來獨立于匣子112a中的TEC的子組選擇性且獨立地控制匣子112b中的一個或多個且優選地兩個或更多個子組的TEC。如圖20B中展示，作為一個實例，在穩定狀態操作期間，控制器106可以優選地在QCOPmax下或QCOPmax附近(例如，稍微高于或潛在地低于QCOPmax)激活匣子112a中的一些或潛在全部TEC，且停用匣子112b中的全部TEC。相反地，如圖20C中展示，在下拉或恢復期間，控制器106可以激活匣子112a中的任何先前停用的TEC且激活匣子112b中的一些或潛在全部TEC。在下拉或恢復期間，激活的TEC優選地在QCOPmax、Qmax或介于QCOPmax與Qmax之間的某個值下操作。并聯熱交換器104a和104b的一個非限制優點是能夠完全隔離極多個TEC子組，同時提供大的恢復能力而不具有相關于與活動的TEC一樣位于相同的熱交換器104a、104b中的停用的TEC的寄生損耗。并聯熱交換器104a和104b的另一非限制優點涉及通過更好地平衡不同的控制制度與相關熱交換器體積/耗散面積最大化效率。級聯散熱器在本公開內容的另一實施方案中，TEC陣列可以被級聯以將不同冷卻腔室維持在不同設置點溫度。在一個實施方案中，單一熱電制冷系統可以具有每個具有不同設置點溫度的第一冷卻腔室和第二冷卻腔室。在一個實施方案中，第一組TEC(例如，第一匣子中的TEC)提供用于第一冷卻腔室的冷卻。此外，第二組TEC(例如，第二匣子中的TEC)提供用于第二冷卻腔室的冷卻，其中第二冷卻腔室的設置點溫度低于第一冷卻腔室的設置點溫度。在這個實施方案中，第一組TEC和第二組TEC經由級聯散熱器相互熱連接。在這個實施方案中，在第一冷卻腔室的冷卻期間，第一組TEC從第一冷卻腔室提取熱量且操作來將所提取的熱量排放到第一冷卻腔室外部的環境。在這個實施方案中，在第二冷卻腔室的冷卻期間，第二組TEC從第二冷卻腔室提取熱量且然后操作來將所提取的熱量排放到第一組TEC。在這里，第一組TEC操作來將從第二冷卻腔室提取的熱量排放到第一冷卻腔室和第二冷卻腔室外部的環境。在這個實施方案中，第一組TEC可以獨立于第二組TEC操作。特定地說，第一設置點溫度可以不同于第二設置點溫度。此外，冷卻腔室中的每個可以存在不同操作模式(例如，第一冷卻腔室可以處于下拉中，而第二冷卻腔室由于敞開第一冷卻腔室的門而處于穩定狀態)。在這方面，圖21展示根據本公開內容的實施方案的具有冷卻腔室186和188的熱電制冷系統184。在這個實施方案中，冷卻腔室186和188具有不同設置點溫度。例如，如果熱電制冷系統184是家用冰箱，那么冷卻腔室186可以對應于冰柜且冷卻腔室188可以對應于冰箱。熱電制冷系統184還包括根據本公開內容的另一實施方案的熱交換器190。在這里，熱交換器190包括熱側散熱器192和兩個冷側散熱器，即，冷側散熱器194和冷側散熱器196。熱側散熱器192與排放回路198熱連接且操作來以類似于上文關于圖1的冷卻腔室102、熱側散熱器108和排放回路116描述的方式從冷卻腔室186和188排放熱量。在這個實例中，熱交換器190介于界定冷卻腔室188的內壁200與熱電制冷系統184的外壁202之間。熱交換器190還包括匣子204和206。匣子204與冷側散熱器194和冷側散熱器196熱連接。匣子204包括如上文參考圖1的匣子112描述的TEC，其中TEC的冷側熱連接到冷側散熱器194且TEC的熱側熱連接到冷側散熱器196。此外，布置在匣子204內的TEC可以具有如上文參考圖3至圖8描述的任何數量的TEC。匣子204內的TEC促進冷側散熱器194與冷側散熱器196之間的熱量傳遞。在冷側散熱器194與冷側散熱器196之間傳遞的熱量的經由接受回路208從冷卻腔室186排放的熱量。匣子206布置在熱側散熱器192與冷側散熱器196之間。匣子206包括如上文參考圖1的匣子112描述的TEC，其中TEC的冷側熱連接到冷側散熱器196且TEC的熱側熱連接到熱側散熱器192。匣子206中的TEC促進冷側散熱器196與熱側散熱器192之間的熱量傳遞。此外，布置在匣子206之間的TEC可以具有如上文參考圖3至圖8描述的任何數量的TEC。在這個實施方案中，冷側散熱器196與熱側散熱器192之間傳遞的熱量是經由接受回路210從冷卻腔室188提取的熱量，且如果匣子204中的TEC激活，那么冷側散熱器196與熱側散熱器192之間傳遞的熱量是經由接受回路208從冷卻腔室186提取的熱量。接受回路208和210中的每個以類似于上文參考圖1的接受回路114的方式操作。特定地說，如上文參考接受回路114描述，接受回路208和210中的每個促進從冷卻腔室(即，分別是冷卻腔室186或188)提取熱量。匣子204和206中的TEC可單獨控制。因此，換句話來說，匣子204和206中的每個中的TEC子組可單獨控制以維持冷卻腔室186和188中的設置點溫度。如上文提及，匣子204和206中的每個包括具有上述功能的TEC。在本公開內容的一個實施方案中，匣子206具有的TEC的數量大于匣子204使得匣子206可以促進從接受回路208和210兩者傳遞熱量。例如，如果匣子204中的一個或多個子組的TEC激活，那么匣子206中的TEC必須被控制來具有足夠大的能力以傳遞由接受回路208提取的熱量以及由接受回路210提取的任何熱量。例如，如果匣子204中的四個TEC是在QCOPmax下操作，那么匣子206中的四個以上的TEC也應在QCOPmax下操作以提供足夠大的能力以傳遞由匣子204中的激活的TEC傳遞的熱量。此外，如果熱量也由接受回路210提取，那么匣子206中的TEC還被控制來提供額外能力以經由接受回路210提取所需熱量。在熱電制冷系統184的操作期間，控制器212控制布置在匣子204和206內的TEC以維持冷卻腔室186和188中的所需設置點溫度。特定地說，為了維持冷卻腔室186內的所需設置點溫度，控制器212基于冷卻腔室186內的溫度且在一些實施方案中基于如上文關于圖15至圖19描述的熱交換器190的排放側處的溫度控制布置在匣子204和206內的TEC。因此，在一個實施方案中，控制器212接收關于冷卻腔室186和熱交換器190的排放側的溫度數據，且選擇性地控制布置在匣子204和206內的TEC以維持冷卻腔室186的所需設置點溫度。一般來說，控制器212檢測操作模式(即，穩定狀態、恢復、下拉等等)，且然后根據操作模式激活/停用匣子204和206中的TEC、增加或降低匣子204和206中的TEC的占空比和/或增加或降低提供給匣子204和206中的TEC的電流。例如，如果冷卻腔室186是在設置點溫度下，那么控制器212控制匣子204內的TEC使得用于冷卻腔室186的穩定狀態操作所需的預定數量的TEC在QCOPmax下操作。在這個實例中，匣子204具有四個TEC且四個TEC中的三個是在QCOPmax下操作。此外，在冷卻腔室186的穩定狀態操作期間，控制器212控制匣子206內的三個或更多個TEC使得匣子206內的活動的TEC結合且支持匣子204中在QCOPmax下操作的三個TEC在QCOPmax下操作。在這個實例中，如果控制器212隨后檢測冷卻腔室186處于恢復當中，那么控制器212選擇性地控制匣子204內的TEC以將冷卻腔室186的溫度下拉到設置點溫度。例如，控制器212可以激活匣子204中的全部四個TEC使得匣子204中的全部TEC在Qmax下操作。此外，當控制器212激活匣子204中在Qmax下操作的全部四個TEC時，控制器212還激活匣子206中的更多TEC以支持由匣子204中最近激活的TEC提供的額外能力。如上文提及，熱電制冷系統184還包括冷卻腔室188，其中如上文參考圖1的接受回路114描述，接受回路210促進從冷卻腔室188提取熱量。接受回路210與冷側散熱器196熱連接使得冷側散熱器196經由匣子206和布置在匣子206中的TEC將從冷卻腔室188提取的熱量傳遞到排放回路198。因此，排放回路198操作來排放從冷卻腔室186和冷卻腔室188提取的熱量。如上文提及，匣子206包括結合布置在匣子204內的TEC工作的TEC。在這里，匣子206包括促進將從冷卻腔室188提取的熱量傳遞到熱側散熱器192的額外TEC。除了控制布置在匣子206內的TEC以支持由布置在匣子204內的激活的TEC進行的熱量傳遞以外，控制器212還選擇性地控制布置在匣子206內的TEC以根據上述圖15至圖19的方法維持冷卻腔室188內的所需設置點溫度。因此，控制器212接收冷卻腔室188的溫度數據，且因此選擇性地控制布置在匣子206內的TEC。例如，在穩定狀態操作期間，控制器212選擇匣子206內沒有促進與冷卻腔室186相關的熱量傳遞的TEC使得選定TEC在QCOPmax下操作。繼續這個實例，當控制器212檢測冷卻腔室188處于恢復當中時，在一個實施方案中，控制器212控制選定TEC使得選定TEC在Qmax下操作。此外，控制器212可以選擇沒有激活的額外TEC使得這些額外TEC在Qmax下或在QCOPmax與Qmax之間的某個點下操作。在這種情形中，如果匣子206包括十個TEC且所述TEC中的四個促進與冷卻腔室186相關的熱量傳遞，那么在冷卻腔室188的穩定狀態操作期間，在所述TEC中的六個剩余TEC中，控制器212可以選擇剩余TEC中的三個在QCOPmax下操作。然而，當冷卻腔室188處于恢復當中且控制器212需要將冷卻腔室188的溫度下拉到設置點溫度時，控制器212可以控制在QCOPmax下操作的三個TEC使得這些TEC在Qmax下操作，且然后在沒有激活的三個剩余TEC中，控制器212可以激活一個或多個額外TEC以使其也在Qmax下操作。在上述情形中，在匣子206中的激活的TEC中，四個TEC在QCOPmax下操作以促進從冷卻腔室186傳遞熱量。應注意，在上述情形中，當冷卻腔室188處于恢復當中時，根據本公開內容的實施方案，控制器212可以控制輔助從冷卻腔室186提取的熱量的熱量傳遞的四個TEC使得這四個TEC在Qmax下操作。在這里，四個TEC仍然將工作以將冷卻腔室186維持在設置點溫度(因為TEC只需要在QCOPmax下操作)，同時輔助將冷卻腔室188的溫度下拉到設置點溫度(如參考圖2展示，可以在與QCOPmax相關的點與相關于Qmax的點之間提取的額外熱量)。應注意，當冷卻腔室186和冷卻腔室188處于恢復當中時，匣子206中的全部TEC可以被控制來在Qmax下操作。熱交換系統的熱二極管效應和隔熱在本公開內容的一些優選實施方案中，本文中公開的熱交換系統還提供熱二極管效應和熱交換器與冷卻腔室以及外部環境的隔熱。這是有利的，因為熱交換器的熱二極管和隔熱防止或至少最小化熱量泄漏從外部環境通過熱交換器返回到冷卻腔室。在這方面，圖22展示圖1的熱交換器104的一個實施方案，其中熱交換器104與熱電制冷系統100的冷卻腔室102和外壁118隔熱，使得當熱交換器104沒有主動促進從冷卻腔室102提取熱量時(即，當全部TEC沒有活動時)不會發生熱量泄漏從熱交換器104返回到冷卻腔室102。如上文關于圖1提及，熱交換器104包括冷側散熱器110和熱側散熱器108，其中匣子112布置在冷側散熱器110與熱側散熱器108之間。如圖22中展示，為了提供熱交換器104的隔熱，熱交換器104經由間隙220與內壁115物理分離且物理附接到內壁115。特定地說，間隙220與冷側散熱器110和內壁115連接使得間隙220將熱交換器104與內壁115物理地隔離且隔熱，同時將熱交換器104安裝在熱電制冷系統100內。根據本公開內容的一個實施方案，間隙220可以由最小化熱傳導的任何類型的材料形成，諸如任何低導熱率材料，包括陶瓷、塑料等等。此外，如關于圖22可見，熱交換器104布置在內壁115與外壁118(和因此冷卻腔室102)之間，其中熱交換器104還通過絕緣體222與內壁115和外壁118隔熱。當熱交換器104的隔熱結合由接受回路114和排放回路116提供的熱二極管效應時，當布置在匣子112內的TEC全部停用或處于占空比控制期間的“斷開”狀態時，熱量泄漏從外部環境和熱交換器104返回到冷卻腔室102中。在一個實施方案中，接受回路114和排放回路116根據熱對流原理操作(即，是熱對流系統)，且因而提供熱二極管效應。這種熱二極管效應關于圖23和圖24加以展示。圖23展示當熱交換器104中的一個或多個TEC激活或處于占空比控制期間的“接通”狀態時通過熱交換系統的熱量傳遞。如展示，當TEC中的一個或多個接通時，接受回路114中的冷卻介質由熱交換器104的冷側散熱器110凝固使得凝固的冷卻介質經由重力流過接受回路114。當冷卻介質流過接受回路114時，其從冷卻腔室102提取熱量。所提取的熱量蒸發冷卻介質。蒸發的冷卻介質然后經由浮力返回到熱交換器104的冷側散熱器110。這個過程繼續促進從冷卻腔室102提取熱量。相反地，在排放側處，排放回路116中的熱交換介質由熱交換器104的熱側散熱器108蒸發。蒸發的熱交換介質經由浮力流過排放回路116使得熱量被排放到外部環境。由于熱量排放，熱交換介質凝固，且凝固的熱交換介質經由重力返回到熱側散熱器108。所述過程繼續提供到外部環境的熱量排放。一旦熱交換器104中的TEC全部停用或處于占空比控制期間的“斷開”狀態，如圖24中展示，接受回路114和排放回路116防止熱量通過接受回路114和排放回路116朝冷卻腔室102傳遞。更具體地說，當全部TEC停用或處于占空比控制期間的“斷開”狀態時，熱交換器104的冷側散熱器110不再足夠冷來凝固接受回路114中的冷卻介質。因而，接受回路114中的冷卻介質蒸發且集中在冷側散熱器110處，因而進一步防止熱量通過接受回路114而傳遞。因此，可知接受回路114提供遠離冷卻腔室102的熱量傳遞(即，熱量提取)，但是防止熱量朝冷卻腔室102傳遞(即，熱量泄漏返回到冷卻腔室102中)。以此方式，接受回路114提供熱二極管效應。以類似方式，熱側散熱器108不再足夠熱來蒸發排放回路116中的熱交換介質。因而，排放回路116中的熱交換介質凝固且集中在熱側散熱器108處，因而進一步防止熱量通過排放回路116傳遞。因此，可知排放回路116提供遠離熱交換器104的熱量傳遞(即，熱量排放)，但是防止熱量朝冷熱交換器104傳遞(即，熱量泄漏從外部環境返回到熱交換器104)。以此方式，排放回路116提供熱二極管效應。重要的是，熱交換器104的熱絕緣以及接受回路114和排放回路116的熱二極管效應實現：(1)無熱量泄漏或最少熱量泄漏返回到冷卻腔室102的熱交換器104中的全部TEC的停用，和(2)無熱量泄漏或最少熱量泄漏返回到冷卻腔室102的熱交換器104中的TEC的占空比控制。顯而易見，雖然圖1的熱交換系統包括接受回路114和排放回路116兩者，但是本公開內容不限于此。熱交換系統替代地可以是包括熱交換器104的接受側上的接受回路114和熱交換器104的排放側上的替代熱交換機構(例如，翼板和風扇)的混合系統。在這個替代實施方案中，接受回路114仍然提供熱二極管效應，其防止當熱交換器104中的全部TEC停用或處于占空比控制期間的“斷開”狀態時熱量泄漏返回到冷卻腔室102中，如圖25中展示。作為另一替代，熱交換系統可以是包括熱交換器104的排放側上的排放回路116和熱交換器104的接受側上的替代熱交換機構(例如，翼板和風扇)的混合系統。在這個替代實施方案中，排放回路116提供熱二極管效應，其防止熱量泄漏從外部環境返回到熱交換器104。圖26展示根據本公開內容的一個實施方案的圖21的熱交換器190的隔熱。在這里，熱交換器190經由間隙220與界定冷卻腔室188的內壁200連接。特定地說，間隙220與冷側散熱器194和內壁200連接，使得間隙220將熱交換器190與冷卻腔室188物理隔離且隔熱，同時將熱交換器190安裝在熱電制冷系統184內。熱交換器190周圍的絕緣體222使熱交換器190與冷卻腔室188和外壁202隔熱。此外，以類似于上述方式的方式，排放回路198和接受回路208以及210每個提供熱二極管效應。顯而易見，在這個實施方案中，存在兩個接受回路，即，接受回路208和210，每個提供防止熱量泄漏返回到對應冷卻腔室186和188中的熱二極管效應。因此，當熱交換器190沒有主動地從冷卻腔室186或188提取熱量時，不會發生熱量泄漏經由熱交換器190返回到冷卻腔室186和188中。散熱器配置如上文關于圖1提及，接受回路114將從冷卻腔室102提取的熱量傳遞到冷側散熱器110，且熱側散熱器108將所提取的熱量傳遞到排放回路116。圖27是展示根據本公開內容的一個實施方案的冷側散熱器110的配置的示意圖。應注意，雖然這種討論集中在冷側散熱器110，但是這種討論同樣也適用于冷側散熱器194和196以及熱側散熱器108和192。冷側散熱器110包括兩個入口/出口端226/228，在冷卻腔室102和/或匣子112中的TEC120的陣列的激活的TEC中的一個進行熱量傳遞之后，冷卻介質通過入口/出口端226/228進入并退出冷側散熱器110。具體地說，當冷卻介質進入到入口/出口端226/228時，冷卻介質包括從冷卻腔室102提取的熱量。從冷卻腔室102提取的熱量經由熱對流、傳導和輻射傳遞到冷卻介質且然后經由冷卻介質與冷側散熱器110之間的熱對流、傳導和輻射傳遞到冷側散熱器110。所提取的熱量然后經由布置在冷側散熱器110上的翼板230傳遞到TEC120的陣列，而后傳遞到如關于圖28展示的板232，其熱連接到TEC120的陣列。如參考圖27展示，翼板230中的每個具有長形形狀且分別橫跨長度L1至L4。此外，如關于圖28可知，翼板230延伸高度h且相互分開寬度w。因此，翼板230中的每個具有用于傳遞熱量的根據長度L1至L4和高度h變化的有效表面面積。應注意，雖然冷側散熱器110被描述為具有具備上文提及的配置和尺寸的翼板230，但是冷側散熱器110也可以具有任何配置的翼板且取決于熱負荷和空間約束可以具有任何尺寸。在一些實施方案中，翼板230的配置和尺寸可以是接受回路114中使用的冷卻介質的類型和冷卻腔室102、熱交換器104之間的溫度差以及周圍溫度的函數。此外，翼板230的尺寸和配置還可以是接受回路114和排放回路116內的流體壓力和熱電制冷系統100內的任何熱量泄漏的函數。圖29展示包括散熱器234的冷側散熱器110的另一實施方案。在一個實施方案中，熱電制冷系統100不包括排放回路116，但是反而包括散熱器234，其中熱電制冷系統100包括將由散熱器234吸收的熱量排出到熱電制冷系統100外部的環境的風扇(沒有展示)。此外，在本公開內容的另一實施方案中，熱電制冷系統100可以包括散熱器234和排放回路116兩者，因而形成混合配置，其中散熱器234和排放回路116操作來將從冷卻腔室102提取的熱量排放到熱電制冷系統100外部的環境。脫離式熱交換器本公開內容的一些實施方案分別通過增加冷卻腔室的內壁的可用表面面積和/或可用于經由接受回路和排放回路進行的熱量傳遞的外壁的可用表面面積來最大化或至少增加熱電制冷系統的熱量提取能力。一般來說，這些實施方案提供具有由熱導管熱連接的物理分離或脫離的熱側散熱器和冷側散熱器的熱交換器。在一個實施方案中，包括TEC的匣子物理地附接到冷側散熱器，其中熱導管將TEC的熱側熱連接到熱側散熱器。在另一實施方案中，包括TEC的匣子物理地附接到熱側散熱器，其中熱導管將TEC的冷側熱連接到冷側散熱器。在這方面，圖30展示包括使得冷側散熱器110能夠與熱側散熱器108物理分離的熱導管236的熱交換器的一個實施方案。根據本公開內容的實施方案，熱導管236可以是適用于在冷側散熱器110與熱側散熱器108之間傳導熱量的任何裝置。可以用于熱導管236的裝置的實例包括傳統的熱管道，其中熱管道允許熱量以向下方向從冷側散熱器110被動地移動到熱側散熱器108。在替代實施方案中，熱導管236可以包括對流連接件，其結合增壓室工作以促進冷側散熱器110與熱側散熱器108之間的熱量傳遞。此外，在另一實施方案中，熱導管236可以包括具有熱量傳遞流體的流體回路，其中泵在冷側散熱器110與熱側散熱器108之間抽送熱量傳遞流體。在其中熱導管236包括流體回路的實施方案中，熱量傳遞流體將熱量從冷側散熱器110輸送到熱側散熱器108。此外，熱導管236可以經由直接傳導傳遞熱量，其中熱導管236將熱量從冷側散熱器110傳導式地傳遞到熱側散熱器108。熱導管236使用任何已知技術(諸如散熱片板)物理且熱連接到匣子112，其中散熱片板與布置在匣子112內的TEC120連接。如上文提及，在冷卻腔室102的冷卻期間，來自冷卻腔室102的熱量熱傳遞到接受回路114。又如上所述，來自接受回路114的熱量然后熱傳遞到布置在匣子112內的TEC120。熱量從TEC120傳遞到熱導管236，且熱導管236將熱量傳遞到熱側散熱器108。此外，熱導管236使用任何已知技術(諸如機械總成237)與熱側散熱器108物理且熱連接，其中熱導管236直接連接到熱側散熱器108。注意，在替代實施方案中，熱導管236直接連接到熱側散熱器108使得不需要機械總成237。應注意，雖然匣子112被展示熱連接到冷側散熱器110使得熱導管236與匣子112和熱側散熱器108熱連接，但是匣子112也可以與熱側散熱器108熱連接使得當匣子112與熱側散熱器108連接時熱導管236可以直接與冷側散熱器110和匣子112熱連接。應注意，可以使用任何方法論以使冷側散熱器110與熱側散熱器108脫離，其中冷側散熱器110和熱側散熱器108相互熱連接。例如，冷側散熱器110和熱側散熱器108可以傳導式且對流式地相互連接。此外，冷側散熱器110和熱側散熱器108可以使用抽送回路熱連接或可以輻射式地相互連接。圖31是展示根據本公開內容的一個實施方案的圖30的熱交換器104的熱量流動的示意圖。特定地說，如由QACCEPTIN標示般從冷卻腔室102提取熱量且然后如由QACCEPTOUT指示般將熱量傳遞到熱導管236。熱導管236然后如由QREJECTIN標示般將熱量傳遞到排放回路116，其中如由QREJECTOUT展示般，最終將熱量排出到冷卻腔室102外部的環境。在其中熱導管236使冷側散熱器110與熱側散熱器108分離的實施方案中，冷側散熱器110與熱側散熱器108分開使得在一個實施方案中，如參考圖32和圖33展示，冷側散熱器110處于熱電制冷系統100的上部處且熱側散熱器108處于熱電制冷系統100的下部處。在其中冷側散熱器110布置在熱電制冷系統100的上部處的實施方案中，接受回路238可以包封冷卻腔室102的更大表面面積，使得冷卻腔室102與接受回路238內的冷卻介質之間憑借冷卻腔室102與接受回路238之間的更大表面面積發生更大量的熱量傳遞。更具體地說，由于接受回路238與冷卻腔室102的更大部分熱連通，接受回路238可以促進更大量的熱量的提取，因而增加實施接受回路238的裝置的總加熱效率。此外，在其中熱側散熱器108布置在熱電制冷系統100的底部處的實施方案中，如關于圖32和圖33展示，排放回路240可以從熱電制冷系統100的底部延伸到熱電制冷系統100的頂部，使得排放回路240的更大量的表面面積暴露于冷卻腔室102外部的環境。在這里，排放回路240與冷卻腔室102外部的環境之間再次憑借排放回路240與冷卻腔室102外部的環境之間的更大量表面面積而發生更大量的熱量傳遞。應注意，雖然圖32和圖33展示布置在熱電制冷系統100上的上部處的冷側散熱器110和布置在熱電制冷系統100上的底部處的熱側散熱器108，但是在包括熱導管236的實施方案中，冷側散熱器110可以布置在熱電制冷系統100上的任何位置處，且熱側散熱器108可以布置在熱電制冷系統100上的任何位置處，其中相對于實施本公開內容的實施方案的裝置的物理尺寸，冷側散熱器110與熱側散熱器108之間的距離最大化。關于熱導管236，雖然熱導管236是參考熱電制冷系統100展示且描述，但是熱導管236還可以搭配熱電制冷系統184使用，其中熱導管236熱連接在冷側散熱器196與熱側散熱器192之間使得冷側散熱器194和196布置在熱電制冷系統184的第一側上(即，熱電制冷系統184的頂部附近)且熱側散熱器192布置在熱電制冷系統184的與第一側相對的第二側上(即，熱電制冷系統184的底部附近)。二相熱交換器安裝傳統上，熱交換器垂直安裝以提供重力輔助式二相熱交換系統的最大流體速度。然而，垂直配置在熱泵排放表面或接受表面與熱交換器的最遠現存表面之間產生水平熱梯度。發明者已發現，通過以遠離垂面成某個角度安裝熱交換器，可最小化梯度，因而最大化給出的表面面積和系統設計的效率。圖34至圖37B涉及根據本公開內容的實施方案的熱電系統中的二相熱交換器242的安裝。其中安裝有二相熱交換器242的熱電系統可以是相似或類似于上文描述的熱電系統或某個其它類型的熱電系統(例如，熱電發電機)的熱電制冷系統。如圖34中展示，二相熱交換器242包括熱側散熱器244、冷側散熱器246和布置在其之間的一個或多個TEC248。更具體地說，TEC248被配置使得TEC248的熱側物理且熱連接到散熱片250，其中散熱片250是熱側散熱器244的部分或物理且熱連接到熱側散熱器244。以類似方式，TEC248的冷側物理且熱連接到散熱片252，其中散熱片252是冷側散熱器246的部分或物理且熱連接到冷側散熱器246。熱側散熱器244包括具有入口端256的腔室254。在這個實施方案中，入口管道258連接到入口端256。入口管道258可以連接到任何合適的熱交換機構。在一個實施方案中，入口管道258連接到根據諸如(例如)上文描述的排放回路的實施方案的熱對流原理操作的排放回路。腔室254填充有工作流體260。在操作中，當TEC248活動時，TEC248的熱側蒸發工作流體260且蒸發的工作流體經由浮力通過入口端256向上運輸到入口管道258中。在蒸發的工作流體通過入口管道258之后，其被凝固且凝固的工作流體經由重力通過入口管道258和入口端256返回到熱側散熱器244的腔室254。以類似方式，冷側散熱器246包括具有入口端264的腔室262。在這個實施方案中，入口管道266連接到入口端264。入口管道266可以連接到任何合適的熱交換機構。在一個實施方案中，入口管道266連接到根據諸如(例如)上文描述的接受回路的實施方案的熱對流原理操作的接受回路。在操作中，當TEC248活動時，TEC248的冷側凝固腔室262內的工作流體。凝固的工作流體然后經由重力通過入口端264從腔室262流到入口管道266中。在凝固的工作流體通過入口管道266之后，其被蒸發且所得蒸發的工作流體經由浮力通過入口管道266和入口端264返回到冷側散熱器246的腔室262。如展示，二相熱交換器242是以與垂面成某個角度(α)安裝。首先，角度(α)被選擇來保證熱側散熱器244的腔室254中的工作流體260被推動以直接碰撞散熱片250和TEC248的熱側附近的腔室254的壁上的最大熱通量區域268。更具體地說，角度(α)被選擇使得當TEC248活動時，腔室254中的工作流體水平位置270(即，腔室254中的工作流體260的水平位置)處于或稍微高于最大熱通量區域268的頂部。因此，工作流體260被推動以直接碰撞整個最大熱通量區域268，然后這又改善了二相熱交換器242的效率。換句話來說，通過選擇角度(α)使得工作流體水平位置270處于或高于最大熱通量區域268的頂部，與工作流體260熱接觸的最大熱通量區域268的表面面積增加，這然后又實現從TEC248的熱側到工作流體260的更有效熱量傳遞。通過比較，如果二相熱交換器242垂直安裝，那么對于相同量的工作流體，腔室254中的工作流體水平位置270將完全下降到最大熱通量區域268的頂部以下，這然后又降低與工作流體260熱接觸的最大熱通量區域268的表面面積，且因此降低從TEC248的熱側到工作流體260的更有效熱量傳遞。選擇角度(α)使得工作流體水平位置270處于或高于最大熱通量區域268的頂部還使凝固的工作流體的流動與蒸發的工作流體的流動分離。更具體地說，如展示，凝固的工作流體的液滴通過入口端256進入熱側散熱器244的腔室254。由于二相熱交換器242安裝的角度(α)，凝固的工作流體的液滴由重力汲取使得其通過入口端256的下半部分進入且然后順著散熱片250和TEC248附近的腔室254的壁流動。相比之下，蒸發的工作流體經由浮力且通過入口端256的上半部分向上流動。以此方式，分離凝固的工作流體的流動與蒸發的工作流體的流動。此外，角度(α)還被選擇來保證冷側散熱器246的腔室262中的蒸發的工作流體被推動以直接碰撞散熱片252和TEC248的冷側附近的腔室262的壁上的最大熱通量區域272。更具體地說，由于角度(α)，重力使得凝固的工作流體的液滴從散熱片252和TEC248附近的腔室262的壁的表面下降到腔室262的相對壁。液滴然后流過入口端264的下半部分且流到入口管道266中。相反地，蒸發的工作流體通過入口端264的上半部分進入腔室262且向上流到最大熱通量區域272。因為凝固的工作流體的液滴從腔室262的壁的表面下降，所以使得蒸發的工作流體能夠直接碰撞在最大熱通量區域272上面，這然后又改善了TEC248的冷側到蒸發的工作流體的熱量傳遞的效率。角度(α)的最優值取決于各種參數，包括二相熱交換器242的幾何形狀(例如，二相熱交換器242的高度與寬度比例)、TEC248在二相熱交換器242內的位置、散熱片250和252的結構、入口端258和264以及入口管道258和266的位置和定向，和存在于二相熱交換器242中的任何延伸表面區域特征的幾何形狀。二相熱交換器242的每個特定實施方式將具有其自身的角度(α)的最優值。在一個實施方案中，角度(α)是在2度與88度且包括2度和88度的范圍中。在另一實施方案中，角度(α)是在6度與84度且包括6度和84度的范圍中。在另一實施方案中，角度(α)是在12度與78度且包括12度和78度的范圍中。圖35展示圖34的二相熱交換器242的一個特定實例。在這個實例中，二相熱交換器242的高度是75毫米(mm)且熱側散熱器244與冷側散熱器246之間的空間是10mm。在這個實例中，角度(α)的最優值是29度。注意，這個實例還展示螺紋端口274和276以及間隔件275，螺栓278可通過螺紋端口274和276以及間隔件275螺合以物理地附接熱側散熱器244和冷側散熱器246。此外，如下文討論，螺栓278可以用來以這種方式將二相熱交換器242安裝到熱電系統以維持相對于垂面的所需角度(α)。TEC(諸如TEC248)可易受由于在模塊總成的導電支腳上形成蒸汽凝固物而引起的性能降級和損壞的影響。由于這個原因，TEC通常繞TEC的周長裝填密封材料。這樣的裝填引入TEC的熱短路，這降低TEC的性能和效率。圖36A展示提供隔離和保護以免在TEC248上形成蒸汽凝固物的二相熱交換器242的一個實施方案，這然后又改善了二相熱交換器242的熱量抽送能力和效率，同時簡化制造和降低成本。注意，圖36A的概念不限于搭配二相熱交換器242使用。實情是，圖36A的概念可適用于任何熱電熱交換器。如圖36A中展示，二相熱交換器242封裝在合適的防水基質280中，諸如(例如)發泡絕緣基質。在這個實施方案中，二相熱交換器242被封裝使得二相熱交換器242在防水基質280內維持在角度(α)。此外，在這個實施方案中，TEC248周圍形成空氣或類似低導電率氣體或真空的小凹穴282。防水基質280消除裝填TEC248的需要以最小化來自蒸汽凝固物的氧化和損壞。特定地說，由防水基質280提供的隔離消除在TEC248上形成蒸汽凝固物，且因此消除裝填TEC248的需要，且允許以最小的熱泄漏返回實現最大的性能。圖36B展示其中二相熱交換器242封裝在防水基質280中使得相對于封裝結構所述二相熱交換器242垂直的實施方案。在這個實施方案中，二相熱交換器242是使用提供關于垂面成所需角度(α)的對應附接結構284來安裝。附接結構284優選地熱絕緣(例如，由熱絕緣塑料材料制成)。圖37A展示根據本公開內容的一個實施方案的安裝到熱電系統的壁285(熱電制冷系統的內壁)的圖36A的封裝二相熱交換器242。封裝二相熱交換器242可使用任何合適的機構安裝到壁285。例如，螺栓278可以從封裝二相熱交換器242延伸且進入到壁285或壁285上的附接板中。然而，此外，還可使用用于將封裝二相熱交換器242附接到壁285的任何合適的機構。圖37B展示圖36B的封裝二相熱交換器242的實施方案，其中封裝二相熱交換器242以維持與垂面所成的角度(α)的這種方式安裝到熱電系統的壁285(例如，熱電制冷系統的內壁)。如展示，封裝二相熱交換器242經由維持封裝二相熱交換器242的相對定向的附接結構284安裝到熱電系統(即，附接結構284維持相對于垂面所成的角度(α))。在一個實施方案中，附接結構284是由諸如(例如)熱絕緣塑料材料的合適材料形成的隔熱附接結構284。附接結構284可以與封裝二相熱交換器242分離或集成到封裝二相熱交換器242中。例如，在一個實施方案中，封裝二相熱交換器242被拴住到附接結構284，其中附接結構284附接到熱電系統的適當的壁或集成到熱電系統的適當的壁中。作為另一實例，附接結構284可以附接到封裝二相熱交換器242且至少部分由防水基質280封裝。附接結構284然后被拴住或以其它方式附接到熱電系統的壁285使得維持相對于垂面所成的所需角度(α)。圖38是根據本公開內容的一個實施方案的控制器106的方框圖。所述討論同樣適用于控制器212。在這個實施方案中，控制器106包括硬件處理器286和與硬件處理器286相關的存儲器288。在一個實施方案中，存儲器288存儲允許硬件處理器286執行上文根據本公開內容的各個實施方案提及的操作的指令。應注意，雖然熱電制冷系統100和184已參考冷卻所述冷卻腔室102和196加以描述，但是熱電制冷系統100和184還可以用于熱量恢復/發電，其中TEC120的操作顛倒使得TEC120被提供熱量以通過TEC120產生電流，而不是從接受回路114、202和204內的冷卻介質獲得熱量。更具體地說，參考熱電制冷系統100和184公開的TEC系統可完全顛倒如由珀爾帖效應和塞貝克過程定義的熱力學過程，使得上述熱電制冷系統100和184可以用于熱量恢復/發電應用。此外，應注意，雖然上文討論的過程已參考熱電制冷系統100加以描述，但是所述過程還可以搭配熱電制冷系統184使用。因此，上文關于圖17至圖19詳述的方法可以搭配熱電制冷系統184使用。本領域一般技術人員將認識到對本公開內容的優選實施方案的改善和修改。所有這些改善和修改被視為在本文公開的概念和以下權利要求的范圍內。