具体实施方式

为使本申请的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1为本申请实施例一种温度调节方法的实现流程示意图。

参见图1，本申请实施例一方面提供一种温度调节方法，方法包括：操作101，根据与发热件对应的第一功耗和第一环境温度确定与发热件对应的第一制冷功率；操作102，根据第一制冷功率和第一环境温度确定与散热件对应的第一输入电流和第一使能数量；其中，散热件在第一输入电流下的制冷效率最高；操作103，控制第一使能数量的散热件在第一输入电流下对发热件进行降温处理。

本申请实施例提供的温度调节方法通过控制第一使能数量的散热件在第一输入电流下能够以最高制冷效率对发热件进行降温处理，从而在满足对发热件进行温度调节要求的情况下，降低对发热件进行温度调节过程中散热件所需要的总能耗，从而降低温度调节对整体系统能耗造成的负担。

在本方法操作101中，发热件通常为电子元件，发热件尤其可以为具有较高散热需求的电子元件，如边缘计算设备的电子元件，如CPU等。第一功耗为发热件运行时的实时功耗，第一功耗可以通过功耗监测装置监测获得。第一环境温度为发热件周边的环境温度，第一环境温度可以通过对应的温度监测装置监测获得。在监测获得第一功耗和第一环境温度的情况下，可以确定发热件需要的第一制冷功率，在一种情况下，发热件的第一制冷功率可以根据发热件的第一功耗确定。其中，第一制冷功率同样为散热件需要输出的制冷功率，使散热件提供第一制冷功率对发热件进行温度调节，能够使发热件在合适的温度下运行。

在本方法操作102中，第一制冷功率的具体数值与散热件的输入电流相关，通过对散热件的输入电流进行调节，能够调节散热件的输入功率，从而起到调节散热件的制冷功率的目的，通常输入电流越高，制冷功率越高。需要理解的是，散热件的制冷功率对应有制冷效率，制冷效率指代散热件对应的输入功率能够转换为制冷功率的比例，将散热件对应的输入功率与制冷效率相乘，即为散热件的制冷功率。例如，散热件的对应的输入功率为40W，制冷功率为20W，则制冷效率为20/40＝50％。在已知散热件具体型号的情况下，散热件的制冷效率与第一环境温度相关，即在不同第一环境温度下，散热件的制冷效率不同，可以通过第一环境温度确定散热件制冷效率最高的情况下所对应的第一输入电流。在该情况下，若单个散热件对应的制冷功率不满足第一制冷功率，可以通过调整散热件的使能数量，使第一使能数量的散热件能够满足第一制冷功率要求。其中，第一使能数量指代散热件的运行数量。例如：发热件对应的第一制冷功率为50W,单个散热件在最高制冷效率下的第一输入电流为1A，在1A输入电流下，单个散热件的制冷功率为10W，则散热件的需要使能数量为50/10＝5个。

在操作103中，在确定与散热件对应的第一使能数量和第一输入电流的情况下，可以控制第一使能数量的散热件在第一输入电流运行，以使散热件对发热件进行降温处理，实现对发热件进行温度调节的目的。由于散热件在最高制冷效率的情况下进行降温处理，因此本方法在进行降温处理时，相较于采用其他数值的输入电流具有更高的制冷效率，从而降低温度调节过程中的整体能耗。例如，假设发热件对应的第一制冷功率为30W，当只采用一个散热件进行散热时，通过调整输入电流，从而满足散热件对应的制冷功率。而通常，在超过与最高制冷效率对应的第一输入电流之后，输入电流越高，制冷效率越低，会造成系统能耗的浪费。而按本方法使满足数量的散热件按照最高制冷效率对加热件进行降温，可以避免系统能耗的浪费。进一步的，本方法可以多种型号的散热件，从而进一步减少系统能耗的浪费。例如，假设在确定的环境温度下，发热件对应的第一制冷功率为30W，第一型号的散热件在最高制冷效率的情况下制冷功率为25W，第二型号的散热件在最高制冷效率的情况下制冷功率为5W，通过运行一个第一型号的散热件和一个第二型号的散热件同样可以实现对发热件的降温。可以理解的是，第一型号与第二型号在最高制冷效率下对应的制冷功率不同。

需要补充的是，本方法所指代的温度调节即包括升温处理，也包括降温处理，升温处理与降温处理的方式相同，以下不做赘述，本方法可以采用相同的方式对发热件进行升温处理，从而实现温度调节的目的。

图2为本申请另一实施例一种温度调节方法的实现流程示意图。

参见图2，在一可实施方式中，操作102，根据第一制冷功率和第一环境温度确定与散热件对应的第一输入电流和第一使能数量，包括：操作1021，根据与发热件对应的第一目标温度和第一环境温度确定发热件的第一冷热面温差；操作1022，根据第一冷热面温差和第一环境温度确定第一输入电流；根据第一输入电流和第一制冷功率确定第一使能数量。

在本方法操作1021中，第一目标温度指代发热件运行时的预设目标温度，第一环境温度和第一目标温度可以用于确定散热件的第一冷热面温差，第一目标温度和第一环境温度的差值即为第一冷热面温差。第一冷热面温差对应为散热件在进行散热过程中的散热区域的温度和吸热区域的温度。第一冷热面温差为由第一目标温度和第一环境温度确定的散热件的实时冷热面温差。

在本方法操作1022中，当已知散热件的类型和型号的情况下，散热件在相同的第一冷热面温差下，表征输入功率和输入电流的电流和制冷效率曲线是恒定的，根据电流和制冷效率曲线调整输入电流，能够使散热件的第一输入电流确定为散热件制冷效率最高时对应的电流值，则此时整个系统的能效都会是当前工况下的最优水平。可以根据第一输入电流对应的制冷功率和第一制冷功率进行计算，从而确定散热件的第一使能数量。控制与第一使能数量对应的散热件在第一输入电流下对发热件进行降温。

在一可实施方式中，操作1022，根据第一冷热面温差和第一环境温度确定第一输入电流，包括：首先，确定与第一冷热面温差和第一环境温度对应的散热件效率信息；然后，根据散热件效率信息确定与散热件对应的第一输入电流。

具体的，第一输入电流可以根据与散热件对应的效率信息确定，效率信息具体为电流和制冷效率曲线。通常，电流和制冷效率曲线的横纵坐标为电流值，纵坐标为制冷效率(COP，Coefficient Of Performance)。当发热件的第一发热温度和散热件的第一冷热面温差为固定值的情况下，其对应的电流和制冷效率曲线也是固定的，可以在电流和制冷效率曲线进行查找，以确定散热件在第一目标温度和第一冷热面温差下对应的第一输入电流。

在一种实施情况下，电流和制冷效率曲线图可参见图3a和3b。在图3a中，示出了某型号散热件在不同冷热面温差下对应的电流和制冷效率曲线图。该图对应的散热件为某型号的半导体制冷片(TEC)，该型号半导体制冷片(TEC)，在热面温度为80℃的情况下，不同冷热面温差下对应的效率曲线。图中，横坐标I(Amps)用于表征电流，纵坐标COP用于表征制冷效率。DT＝60对应的曲线即为当散热件冷热面温差为60℃时，对应的散热件效率曲线，可知在该情况下，半导体制冷片(TEC)，的制冷效率COP＜40％，假设该半导体制冷片(TEC)的制冷功率为Qc为35W，对应的输入功率P＝Qc/COP＝87.5W，进一步可知，其热面解热量Qh＝P+Qc＝122.5W。其中，热面温度为环境温度。

基于此，本申请可以根据TEC的电流和制冷效率曲线图来调整输入电流，TEC的输入电流可以智能调整为在当前TEC冷热面温差和热面温度下，电流和制冷效率曲线图上与制冷效率最高点对应的电流值，从而使得系统能效一直处于最优水平。

参见图3c，对于确定型号的TEC，在发热件处于某一热面温度的情况下，且TEC冷热面温差一定时，TEC的效率随电流变化曲线是已知的。此时，可以根据TEC对应的电流和制冷效率曲线来调整输入电流，使得TEC的输入电流为该状态下TEC效率最高时对应的电流值，则此时整个系统的能效都会是当前工况下的最优水平。

为方便上述实施方式的进一步理解，以下提供一种具体实施场景进行说明。

参见图3c和图4a，在该具体实施场景中，散热件选为半导体制冷片(TEC)，发热件为中央处理器(CPU)。多个TEC连接至CPU，以用于给CPU进行降温。

当CPU运行时，通过温度传感器可以监测到CPU的第一发热温度和CPU周围环境的第一环境温度，并且可以根据CPU的功耗确定对应的第一制冷功率。假设需要的第一制冷功率为36W，第一目标温度为70℃，CPU的第一热面温度为80℃，对应的TEC第一冷热面温差为10℃。获得与第一热面温度80℃、第一冷热面温差10℃对应的电流和制冷效率曲线。根据电流和制冷效率曲线可知，第一热面温度80℃、第一冷热面温差10℃的情况下，在输入电流为1A的情况下(图中对应数值为B点)，TEC的制冷效率最高(图中对应数值为COP_B)，确定第一输入电流为1A。然后通过电流和制冷功率曲线，确定当第一输入电流为1A的情况下，对应的制冷功率为12W(图中对应数值为Q_B)，根据第一制冷功率36W，需要控制进行制冷的TEC的数量为36/12＝3片。然后向3片TEC输入1A的电流，使其在1A的输入电流下对CPU进行温度调节处理。

以下提供另一种具体实施场景进行补充说明。

参见图3d和图4b，在该实施场景中，当热面温度为80℃，冷热面温差为50℃的情况下，假设需要制冷功率为30W。

若初始状态启动一片TEC，在输入电流IC＝5.5A的情况下，Q_C才能够满足30w的要求，此时COP_C＝0.3，对应的输入功率为30/0.3＝100w。

若根据电流和制冷效率曲线图确定最佳输入电流为I_D＝3.5A，此时对应的Q_D为15W，需要启动2片TEC，对应的COP_D为此时COPC＝0.5，对应的输入功率为2×(15/0.5)＝60W。

可知，采用电流和制冷效率曲线图确定最佳输入电流的方式能够使系统节约100-60＝40W的能耗。

图5为本申请又一实施例一种温度调节方法的实现流程示意图。

参见图5，在一可实施方式中，方法还包括：操作501，当与发热件对应的第一发热温度超过安全温度阈值的情况下，确定与散热件对应的第二使能数量和第二输入电流；操作502，控制第二使能数量的散热件在第二输入电流下对发热件进行降温处理。

可以理解的是，第一发热温度为发热件运行时的实时温度，同样可以通过对应的温度监测装置监测获得，在发热件运行过程中，根据不同的操作场景，发热件对应的功耗、发热温度和环境温度会发生变化，因此，需要对发热件对应的功耗、发热温度和环境温度进行实时的监测，以实时对散热件的输入电流和使能数量进行调整，以确保散热件以最优的工作模式对发热件进行温度调节处理。

具体的，本方法在操作501中，通过温度监测装置对发热件的第一发热温度进行实时监测，并判断第一发热温度是否超过安全温度阈值，安全温度阈值可以为发热件运行的最高温度限值，即当发热件的第一发热温度超过安全温度阈值的情况下，发热件将无法正常运行。当确定为第一发热温度超过安全温度阈值的情况下，需要根据操作102提供的操作方式重新确定发热件对应的热面温度和散热件对应的冷热面温差，重新确定对应的电流和制冷效率曲线，并根据电流和制冷效率曲线确定对应的第二输入电流，根据对应的电流和制冷功率曲线重新确定第二使能数量。在操作502中，控制第二使能数量的散热件在第二输入电流下对发热件进行降温处理，从而实现对发热件快速高效且低能耗的降温，避免发热件无法运行。

可以理解的是，安全温度阈值通常为较高的温度值，其调节温度所需要的制冷功率较高，若不对散热件的使能数量进行调整，固定使能数量的散热件只能通过增大输入电流的方式提高制冷功率，该方式即不利于降低能耗，对制冷功率的提升也较为有限。因此，本方法在发热件超过安全温度阈值的情况下，重新确定对应的效率信息，以重新确定对应的第二使能数量和第二输入电流，从而在满足低能耗的前提下，有效地对发热件进行温度调节。

在一可实施方式中，操作501，确定与散热件对应的第二使能数量和第二输入电流，包括：首先，确定与发热件对应的第二功耗和第二环境温度；然后，根据第二功耗和第二环境温度确定与发热件对应的第二制冷功率；再后，根据第二制冷功率和第二环境温度确定与散热件对应的第二使能数量和第二输入电流。

在操作501中，第二功耗同样为监测到的发热件的实时功耗，其与第一功耗仅在表述上不同以方便区分。具体的，第二功耗为与第一功耗在不同时间监测获得的不同数值的发热件的实时功耗。第二环境温度为监测到的实时环境温度，其与操作101所指代的第一环境温度采取同样的方式监测获得。在操作501中的第二环境温度为监测获得第二功耗时对应的实时环境温度，而操作101中的第一环境温度为监测获得第一功耗时对应的实时环境温度。可以理解的是，第二环境温度的数值可能与操作101所指代的第一环境温度的数值相同，也可能与操作101所指代的第一环境温度的数值不同。

然后参照操作101，根据第二功耗和第二环境温度确定与发热件对应的第二制冷功率。可以理解的是，当第一功耗与第二功耗不同的情况下，第二制冷功率与第一制冷功率通常会出现变化。

再后参照操作102，根据第二制冷功率和第二环境温度可以确定与散热件对应的第二使能数量和第二输入电流。具体的，可以根据第一目标温度和第二环境温度确定第二冷热面温差，并根据第一目标温度和第二冷热面温差确定对应的电流和制冷效率曲线。从电流和制冷效率曲线中确定最佳输入电流，并根据最佳输入电流从电流和制冷功率曲线中确定与单个散热件对应的制冷功率。根据发热件所需制冷功率和单个散热件提供的制冷功率进行计算，即可获得需要控制进行温度调节的散热件的使能数量。可以补充的是，第一目标温度可以根据实际情况进行调整。

最后，控制对应使能数量的散热件按照最佳输入电流对发热件进行温度调节。

图6为本申请再一实施例一种温度调节方法的实现流程示意图。

参见图6，在一可实施方式中，方法还包括：操作601，当与发热件对应的第一发热温度超过运行温度阈值的情况下，根据第一使能数量确定与散热件对应的第三输入电流；操作602，控制第一使能数量的散热件在第三输入电流下对发热件进行降温处理。

需要说明的是，本方法可以先执行操作501和操作502，再执行操作601和操作602。运行温度阈值可以用于表征发热件正常运行的温度范围或发热件最优状态下的运行的温度范围。即发热件在运行温度阈值以下进行运行时具有较好的运行效果。需要补充的是，运行温度阈值通常小于安全温度阈值。在未超过安全温度阈值的情况下，发热件的发热温度通常较为稳定，在对实时温度进行监测过中温度的浮动较少，此时可以根据发热件对应的实时发热温度和实时环境温度确定实时冷热面温差，然后根据实时发热温度和实时冷热面温差确定从对应的电流和制冷效率曲线中确定最佳输入电流，并根据最佳输入电流对散热件的输入电流进行调整，以使散热件始终在最高的制冷效率下对发热件进行降温处理。

在一可实施方式中，操作601，根据第一使能数量确定与散热件对应的第三输入电流，包括：首先，获得第三环境温度，根据第三环境温度和第一目标温度确定与发热件对应的第三冷热面温差；然后，根据第三环境温度和第三冷热面温差确定第三输入电流；再后，控制与第一使能数量对应的散热件在第三输入电流下对发热件进行降温处理。

具体的，在操作601中，首先通过监测装置对发热件周边的温度进行监测，确定第三环境温度，同理，第三环境温度为发热件周边的温度的实时环境温度，其与第一环境温度、第二环境温度采用相同方式监测获得，且性质相同，仅为了方便区分而进行重新命名，其数值可以与第一环境温度和第二环境温度相同或不同。具体的，第三环境温度、第一环境温度和第二环境温度可以为不同时间点监测获得的温度。

根据第三环境温度和第一目标温度确定与发热件对应的第三冷热面温差，根据第三环境温度和第三冷热面温差确定第三输入电流的方式同上述的操作501和操作502，也同操作101和操作102。

图7为本申请再一实施例一种温度调节系统的系统结构示意图。

参见图7，为方便上述实施方式的进一步理解，以下提供一种温度调节系统，系统包括：控制器701、发热件702和散热件703；控制器701根据上述任一项的温度调节方法对散热件703进行温度调节，以通过散热件703对发热件702进行降温处理。

具体的，以发热件702为中央处理器；散热件703为半导体制冷片进行具体说明。

在该实施方式中，当发热件702为中央处理器的情况下，控制器701可以为中央处理器，控制器701和发热件702可以为同一模块。半导体制冷片均连接至中央处理器上以用于对中央处理器进行降温，并接受中央处理器的控制；中央处理器连接有温度传感器以确定中央处理器的发热温度和中央处理器周边的环境温度，并通过功耗监测确定中央处理器的功耗。

控制器701也可以独立于中央处理器，控制器701和发热件702可以为不同模块，半导体制冷片均连接至中央处理器上以用于对中央处理器进行降温。控制器701通过温度传感器确定中央处理器的发热温度和中央处理器周边的环境温度，通过功耗监测确定中央处理器的功耗。

首先，当中央处理器启动运行时，控制器701控制预设数量的半导体制冷片以预设电流进行温度调节处理。通过功耗监测和温度监测确定中央处理器对应的功耗、中央处理器对应的发热温度和中央处理器周边的环境温度，通过中央处理器的功耗确定中央处理器需要的制冷功率。

然后，根据中央处理器对应的发热温度和中央处理器周边的环境温度确定半导体制冷片的冷热面温差，根据半导体制冷片的冷热面温差和中央处理器的发热温度在电流和制冷效率曲线中确定最佳输入电流。并根据电流和制冷功率曲线确定该最佳输入电流下单个半导体制冷片的制冷功率。

再后，根据中央处理器需要的制冷功率和单个半导体制冷片的制冷功率进行相除，确定半导体制冷片对应的使能数量。控制对应使能数量的半导体制冷片按照最佳输入电流运行，以对中央处理器进行降温处理。

之后，在中央处理器的运行中，对中央处理器对应的功耗、发热温度和环境温度进行实时监测。

若监测到中央处理器对应发热温度超过安全温度阈值的情况下，根据监测获得的功耗、发热温度和环境温度重新确定对应的最佳输入电流和使能数量。控制对应使能数量的半导体制冷片按照最佳输入电流运行，以对中央处理器进行降温处理。

若监测到中央处理器对应发热温度超过运行温度阈值的情况下，根据监测发热温度和环境温度，重新确定对应的最佳输入电流和使能数量。控制对应使能数量的半导体制冷片按照最佳输入电流运行，以对中央处理器进行降温处理。实现对中央处理器实时的温度控制。

以下，还提供一种温度调节系统的设计场景。

图8为本申请再一实施例一种温度调节系统的效率参数控制图。

参见图8，首先，基于温度调节系统最大制冷量和温差范围，设计系统所需的TEC尺寸及最大数量。依据该型号TEC在不同工况下(热面温度及温差)的电流和制冷功率曲线图以及电流和制冷效率曲线图，制定出不同制冷量和温差范围内所需启动的TEC数量参照表。定义出TEC最大效率参数控制表，如下表所示：

结合图8和上表，在系统运行过程中，根据当前系统所处的工况，先确定所需启动的TEC数量。

系统启动后，实时监测CPU温度、功耗及外部环境温度，判断当前温度是否满足CPU温度目标值，若不满足则确认所需TEC冷热面温差，确定所需启动的TEC数量，而后根据TEC最大效率参数控制表，调整当前TEC输入电流为效率最大点的对应电流。

图9为本申请实施例一种温度调节装置的实现模块示意图。

参见图9，本申请实施例另一方面提供一种温度调节装置，装置包括：确定模块801，用于根据与发热件对应的第一功耗和第一环境温度确定与发热件对应的第一制冷功率；确定模块801，还用于根据第一制冷功率和第一环境温度确定与散热件对应的第一输入电流和第一使能数量；其中，散热件在第一输入电流下的制冷效率最高；控制模块802，用于控制第一使能数量的散热件在第一输入电流下对发热件进行降温处理。

在一可实施方式中，确定模块801，包括：第一确定子模块8011，用于根据与发热件对应的第一发热温度和第一环境温度确定发热件的第一冷热面温差；第二确定子模块8012，用于根据第一冷热面温差和第一环境温度确定第一输入电流；第三确定子模块8013，用于根据第一输入电流和第一制冷功率确定第一使能数量。

在一可实施方式中，第二确定子模块8012，包括：确定与第一冷热面温差和第一环境温度对应的散热件效率信息；根据散热件效率信息确定与散热件对应的第一输入电流。

在一可实施方式中，确定模块801，还用于当与发热件对应的第一发热温度超过安全温度阈值的情况下，确定与散热件对应的第二使能数量和第二输入电流；控制模块802，还用于控制第二使能数量的散热件在第二输入电流下对发热件进行降温处理。

在一可实施方式中，确定模块801，包括：确定与发热件对应的第二功耗和第二环境温度；根据第二功耗和第二环境温度确定与发热件对应的第二制冷功率；根据第二制冷功率和第二环境温度确定与散热件对应的第二使能数量和第二输入电流。

在一可实施方式中，确定模块801，还用于当与发热件对应的第一发热温度超过运行温度阈值的情况下，根据第一使能数量确定与散热件对应的第三输入电流；控制模块802，还用于控制第一使能数量的散热件在第三输入电流下对发热件进行降温处理。

在一可实施方式中，确定模块801，包括：获得第三环境温度，根据第三环境温度和第一发热温度确定与发热件对应的第三冷热面温差；根据第三环境温度和第三冷热面温差确定第三输入电流；控制与第一使能数量对应的散热件在第三输入电流下对发热件进行降温处理。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。