【爱集微点评】中科新源的温控专利，可以根据实时状态，有序运行热电制冷、自然冷却+热电制冷、自然冷却和半导体制热四种工作模式，进而控制制冷量或制热量，以达到精确控制供液温度的效果。同时，通过半导体热堆用于冷热双供、一机双效场合，不仅有一机两用、高效节能的功效，而且节省安装空间和设备总重量。
集微网消息，中科新源作为国内唯一一家大功率热电温控系统产业规模化应用的公司，从国产化替代逐渐到细分领域龙头，其背后团队的付出和努力不可忽视。
随着材料科学和制造技术的进步，半导体热电制冷技术的应用领域不断拓宽。限制半导体热电制冷技术应用的最大障碍是能效比低（制冷量/消耗功率）、一次投资和运行成本相对较高。传统的风冷式半导体制冷系统，其工作原理是通过半导体热堆将被控对象的热载荷转移至热堆，然后释放给环境（室外空气），这类半导体热电制冷系统的制冷能效比通常较低。
为此，中科新源于2021年8月20日申请了一项名为“一种半导体热堆精密控温液冷源系统”的发明专利（申请号: 202110962556.9），申请人为江苏中科新源半导体科技有限公司。
图1 半导体热堆精密控温液冷源系统结构原理方框图
图1为本专利申请公开的一种半导体热堆精密控温液冷源系统结构原理方框图，包括半导体热堆1、储液器2、三通阀3、空气换热器4、风机5、第一液泵P1和第二液泵P2。该系统主要以半导体热堆1为核心器件，根据半导体热堆1的两个换热通道的热堆A端1A和热堆B端1B构成两个循环液工作环路，并以第一循环液和第二循环液为载体，完成热量的交换与转移。
图2 工作模式与温区适配示意图
图2为本专利申请的工作模式与温区适配示意图，实线为半导体热堆的制冷量，虚线为半导体热堆的耗电量，点划线为被控对象的热负荷，设被控对象的热载荷恒定。
在热电制冷工作模式区间，半导体热堆的制冷量等于热载荷，随着室外气温下降，热电制冷的热效率上升，单位电耗平缓下降。在自然冷却工作模式区间，半导体热堆停止工作，随着室外气温的下降，自然冷却的传热温差不断增大，因此通过精确调节风机5转速，减小参与热交换的空气流量，控制自然冷却的放热量，实现液冷源供液温度的精确控制。
在自然冷却+热电制冷工作模式区间，由于自然冷却释放了部分热载荷，热电制冷只需弥补自然冷却的制冷量不足部分。在低温或寒冷气候条件下，为确保被控对象稳定、可靠、准确、高效工作环控系统，其环控系统必须创造适宜的微环境，单级半导体热堆制热在高低温温差50℃时的能效在1.5～1.9范围，无过热、过流等风险，而且制热与制冷切换只需改变供电方向，操作简便、快捷。
简而言之，中科新源的温控专利，可以根据实时状态，有序运行热电制冷、自然冷却+热电制冷、自然冷却和半导体制热四种工作模式，进而控制制冷量或制热量，以达到精确控制供液温度的效果。同时，通过半导体热堆用于冷热双供、一机双效场合，不仅有一机两用、高效节能的功效，而且节省安装空间和设备总重量。
除了不断在科技创新之外，中科新源还与高校密切交流，早在2019年，中科新源与中国科学技术大学就共同成立了“半导体控温联合创新实验室”。中科新源不仅推动温控技术发展，而且还大力加强校企合作，通过这种方式，促进科技成果转化，做出更多实实在在的成绩。
