劉佳玲 楊星 王丹陽(yáng) 顧洋洋

摘要：針對(duì)餐飲領(lǐng)域餐具所攜帶的低品位余熱的耗散情況，設(shè)計(jì)了多功能余熱回收隔熱墊。利用半導(dǎo)體溫差發(fā)電，對(duì)余熱進(jìn)行回收利用轉(zhuǎn)化成電能，利用蓄電池儲(chǔ)存電能，從而進(jìn)行下一步電能的利用。多功能余熱回收隔熱墊的研發(fā)會(huì)在很大程度上節(jié)約了資源的使用，減少了資源的浪費(fèi)，推動(dòng)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。本文針對(duì)多功能余熱回收隔熱墊的工作原理和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行分析，并進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化和可行性的討論，以期對(duì)多功能余熱回收隔熱墊的研發(fā)提供一定的幫助。

關(guān)鍵詞：多功能余熱回收隔熱墊；設(shè)計(jì)優(yōu)化；半導(dǎo)體溫差發(fā)電

進(jìn)行多功能余熱回收隔熱墊的設(shè)計(jì)，有效的填補(bǔ)了餐桌余熱回收及利用這一領(lǐng)域的空白，有效的減少了熱量的散失，在多功能余熱回收隔熱墊的使用過程中，加強(qiáng)了對(duì)余熱的回收再利用，達(dá)到了節(jié)能減排的目的。這是一個(gè)嶄新領(lǐng)域的探究，在技術(shù)設(shè)計(jì)上還需要進(jìn)行不斷的優(yōu)化，對(duì)其功能等方面的設(shè)計(jì)還有待實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行探究和驗(yàn)證。多功能余熱回收隔熱墊的設(shè)計(jì)必定推動(dòng)人們生活向著科技化進(jìn)行發(fā)展，提高資源的利用率，使人們的生活更加的環(huán)保。

一、多功能余熱回收隔熱墊的概述

（一）多功能余熱回收隔熱墊的工作原理

多功能余熱回收隔熱墊是利用半導(dǎo)體溫差發(fā)電將低品位產(chǎn)生的余熱進(jìn)行回收利用轉(zhuǎn)化為蓄電池的電能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)隔熱、照明、音樂播放、充電等功能。半導(dǎo)體溫差發(fā)電是由N型和P型半體電偶臂和負(fù)載電阻構(gòu)成的，通過金屬導(dǎo)流片連接起來，熱冷源會(huì)通過陶瓷片進(jìn)行傳遞熱量，溫差電偶就這樣在兩者之間進(jìn)行工作，從而形成電流。使用半導(dǎo)體材料進(jìn)行溫差發(fā)電能夠有效的減少損失，半導(dǎo)體材料對(duì)溫度的敏感性比金屬材料大，因此大大增加了其工作的效率，而且半導(dǎo)體材料成本比較低，能夠在較低的成本下實(shí)現(xiàn)對(duì)多功能余熱回收隔熱墊的設(shè)計(jì)，使得設(shè)計(jì)能夠得到有力的推廣使用。

（二）多功能余熱回收隔熱墊的優(yōu)點(diǎn)

多功能余熱回收隔熱墊采用的是半導(dǎo)體溫差發(fā)電，溫差發(fā)電是一種新型的發(fā)電方式，利用回收來的余熱，將熱能轉(zhuǎn)化為電能，進(jìn)而完成了發(fā)電的過程。使用這種技術(shù)構(gòu)造的多功能余熱回收隔熱墊只要有溫差的存在時(shí)，就能進(jìn)行工作對(duì)餐具產(chǎn)生的余熱進(jìn)行回收利用，在一定程度上形成了無(wú)污染、無(wú)噪音、對(duì)資源開發(fā)再利用的優(yōu)點(diǎn)。半導(dǎo)體溫差發(fā)電在多功能余熱回收隔熱墊中的成功應(yīng)用，將會(huì)為其實(shí)驗(yàn)提供更多成功的數(shù)據(jù)，使得半導(dǎo)體溫差發(fā)電向更多的領(lǐng)域發(fā)展，結(jié)合其他的資源進(jìn)行工作，減少對(duì)資源的利用和力量，使得資源的利用達(dá)到最大化，形成節(jié)能環(huán)保的社會(huì)環(huán)境。

二、對(duì)多功能余熱回收隔熱墊研究現(xiàn)狀

餐飲行業(yè)每天會(huì)產(chǎn)生大量的資源消耗，而這些資源消耗之后產(chǎn)生的余熱并沒有進(jìn)行回收利用，造成了資源上的損失和浪費(fèi)。如果利用半導(dǎo)體溫差發(fā)熱片對(duì)產(chǎn)生的余熱進(jìn)行回收利用，將熱能轉(zhuǎn)化為電能，而這些電能則可以運(yùn)用到充電、照明、顯示時(shí)間溫度等服務(wù)，還達(dá)到了節(jié)能減排的目的。為了構(gòu)建綠色環(huán)保的社會(huì)，促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，我國(guó)將目光投向了對(duì)資源進(jìn)行回收再利用的研究項(xiàng)目上。

我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生了大量的熱量，若這些熱量直接排放到空氣當(dāng)中，會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成很大的影響，影響了空氣質(zhì)量。因此需要利用半導(dǎo)體溫差發(fā)熱對(duì)這些熱量進(jìn)行回收再利用，減少資源的浪費(fèi)，將轉(zhuǎn)化成的電能應(yīng)用到其他的方面，降低了使用成本，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益的最大化。近幾年，我國(guó)的學(xué)者已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了低品位余熱回收利用的重要性，但是關(guān)于餐桌余熱回收再利用的研究還處于起步的階段，關(guān)于桌墊的相關(guān)設(shè)計(jì)也是層出不窮，但多功能余熱回收隔熱墊依舊處于研究之中。目前餐桌桌墊的功能比較單一，有的桌墊具有防火防輻射的功能，因此多功能余熱回收隔熱墊的出現(xiàn)必將帶來很大的經(jīng)濟(jì)效益，為節(jié)能減排做出一定的貢獻(xiàn)。研究半導(dǎo)體溫差發(fā)電對(duì)余熱的回收利用，為多功能余熱回收隔熱墊的設(shè)計(jì)提供成功的理論依據(jù)。

三、多功能余熱回收隔熱墊結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

多功能余熱回收隔熱墊的主要組成結(jié)構(gòu)就是半導(dǎo)體溫差發(fā)電結(jié)構(gòu)，通過這個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)余熱的回收利用。因此對(duì)多功能余熱回收隔熱墊的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的前提是對(duì)半導(dǎo)體溫差發(fā)電進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)而影響了多功能余熱回收隔熱墊的工作效率。對(duì)半導(dǎo)體溫差發(fā)電進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要是提高發(fā)電的輸出功率。當(dāng)熱源的提供不受限制也就是半導(dǎo)體溫差發(fā)電并不缺少物質(zhì)基礎(chǔ)時(shí)，產(chǎn)生盡可能大的輸出功率是最重要的。而輸出功率都是隨著接觸電阻熱阻和層厚度的減小而增大的，而且減小接觸熱阻對(duì)提高輸出功率的數(shù)值的幫助是最大的。因此在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要注意到半導(dǎo)體溫差發(fā)電的內(nèi)部設(shè)計(jì)，盡可能的減小接觸電熱阻，提高其輸出功率。

此外多功能余熱回收隔熱墊具有多種功能，不僅能夠進(jìn)行照明，還可以為顧客提供手機(jī)充電的服務(wù)，因此在進(jìn)行多功能余熱回收隔熱墊設(shè)計(jì)時(shí)，需要結(jié)合照明、充電等功能的特點(diǎn)，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

四、多功能余熱回收隔熱墊的可行性分析

（一）具備的功能簡(jiǎn)單易操作

多功能余熱回收隔熱墊的功能主要是貼近生活中的一些電能服務(wù)，像是照明和充電等，這些功能時(shí)簡(jiǎn)單易操作的，因此在設(shè)計(jì)上不會(huì)因?yàn)檫@些功能的難度而增加設(shè)計(jì)的難度，從而影響多功能余熱回收隔熱墊的研究和推行。此外半導(dǎo)體溫差發(fā)電的技術(shù)已經(jīng)處于成熟發(fā)展的階段，已經(jīng)具備了多方面的研究數(shù)據(jù)和試驗(yàn)信息，為多功能余熱回收隔熱墊提供了技術(shù)上的支持。

（二）滿足當(dāng)下社會(huì)的需求

多功能余熱回收隔熱墊的設(shè)計(jì)恰恰是在當(dāng)下社會(huì)發(fā)展下應(yīng)運(yùn)而生的產(chǎn)物，符合社會(huì)推行的綠色環(huán)保的觀念，通過將利用其他資源產(chǎn)生的熱量進(jìn)行回收再利用，提高資源利用率的最大化，能夠有效的達(dá)到節(jié)能減排的目的，同時(shí)還使人們的生活更加的科技化。

（三）需要更多的研究來進(jìn)行技術(shù)和理論上的支撐

由于多功能余熱回收隔熱墊的研究和設(shè)計(jì)在我國(guó)剛剛提出，僅僅靠一個(gè)半導(dǎo)體溫差發(fā)電技術(shù)和一個(gè)相關(guān)的設(shè)想是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來進(jìn)行功能和應(yīng)用上的研究，同時(shí)對(duì)半導(dǎo)體溫差發(fā)電的應(yīng)用進(jìn)行研究，使其更加適合多功能余熱回收隔熱墊的使用。因此在需對(duì)多功能隔熱墊的功能和設(shè)計(jì)進(jìn)行分析研究，將其投入到日常的使用當(dāng)中進(jìn)行跟蹤調(diào)查，對(duì)收集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析研究，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其存在的問題，并進(jìn)行技術(shù)上的改善，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，方便以后進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)對(duì)前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，從而得到更加有效的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，使多功能余熱回收隔熱墊的功能更加具有可靠性。

五、結(jié)語(yǔ)

總而言之，多功能余熱回收隔熱墊的設(shè)計(jì)在很大程度上達(dá)到了節(jié)能減排的目的，利用余熱轉(zhuǎn)化為電能從而進(jìn)一步對(duì)電能進(jìn)行利用，進(jìn)一步推動(dòng)了環(huán)保社會(huì)的發(fā)展。利用半導(dǎo)體材料進(jìn)行溫差發(fā)電，節(jié)約了成本，提高了其工作效率，半導(dǎo)體材料相比于其他的材料更加的可靠。對(duì)多功能余熱回收隔熱墊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，使其處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)，提高工作效率，同時(shí)增加了充電、照明、播放音樂等功能，節(jié)省了店內(nèi)設(shè)備的建設(shè)，降低了建設(shè)成本。多功能余熱回收隔熱墊的研發(fā)設(shè)計(jì)能在很大的程度上推動(dòng)社會(huì)綠色、環(huán)保概念的貫徹實(shí)行，推動(dòng)了社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

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