一种带制冷装置的户外保温箱的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种制冷设备，具体地说，是一种半导体制冷设备，更具体的说，是一种带制冷装置的户外保温箱，属于制冷技术领域。
【背景技术】
[0002]随着生活水平的提高和餐饮行业的飞跃，外卖作为餐饮行业一个新的利润增长点，在家中和家人共同享受各类美味也成为一种健康、自然的生活方式，在国外发达国家较为普遍，在国内也日渐普及。保温箱以安全环保、保冷保热、携带方便的概念受到餐饮行业的关注。
[0003]据考证，最早外卖送餐行业具有粗放性、外卖工具五花八门，有用的铁皮柜自己焊接、有用白色泡沫箱缠绕黄色胶带、或者藤编的篮里放入棉絮毯等等，不一而同。这些设备不但体积庞大、携带不便，而且还不卫生更无美观可言。
[0004]保温箱的出现则是对外卖餐饮行业的一大创新，保温箱首先起源于法国，那时仅有“具有保温性能的箱包”的概念，2006年经过国内一家旅游用品公司(北京京港逍遥旅游用品公司，2004年成立)的开发，最终完成了保温箱的形体上、功能上的进步，由于包体的便携和款式的新颖，保温箱包在出现的短短的几年间，迅速风靡全国，特别是北京，已是餐饮行业的必备品。
[0005]一般保温箱是采用食品级的环保LLDPE材料，经过世界上最先进的——旋转模压工艺一次成型精制而成的，配有海洋不锈钢锁扣，底部配有橡胶防滑垫，无毒无味、抗紫外线、不易变色，表面光滑，容易清洗，保温效果好，不怕摔碰，可终身使用。产品配合冰袋使用，保冷效果超过美国同行业标准。持续冷藏保温时间可达数天。
[0006]保温箱根据使用用途方面可以分为3种。
[0007]1:车载式保温箱。
[0008]2:肩背式保温箱。
[0009]3:手拎式保温箱。
[0010]但是随着人们生活的发展，保温已经不足以满足人们对温度的需求、
室外钓鱼爱好者都知道，越是大的鱼越是难以存活，因为鱼被钓上来以后，需要氧气存活，越大的鱼在越热的天需要更多的氧气。所以，大多数钓鱼爱好者都会备用保温箱，里面放入湖水之后可以保温，鱼可以活得更久一些。目前国产保温箱的保温时效约6小时，日产的保温箱可以达到24小时。
[0011]但是，湖水的温度毕竟受环境所限，有时还是很高，保温效果不好，有的人就使用冰块进行保温，这样带来的问题是，携带不方便。
[0012]半导体制冷技术可以解决上述问题。
[0013]半导体制冷又称电子制冷，或者温差电制冷，是从50年代发展起来的一门介于制冷技术和半导体技术边缘的学科，它利用特种半导体材料构成的P-N结，形成热电偶对，产生珀尔帖效应，即通过直流电制冷的一种新型制冷方法，与压缩式制冷和吸收式制冷并称为世界二大制冷方式。
[0014]半导体制冷片制冷原理。
[0015]半导体制冷片(TE)也叫热电制冷片，是一种热泵，它的优点是没有滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合。
[0016]半导体制冷片的工作运转是用直流电流，它既可制冷又可加热，通过改变直流电流的极性来决定在同一制冷片上实现制冷或加热，这个效果的产生就是通过热电的原理，上图就是一个单片的制冷片，它由两片陶瓷片组成，其中间有N型和P型的半导体材料(碲化铋)，这个半导体元件在电路上是用串联形式连接组成.半导体制冷片的工作原理是:当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料连结成电偶对时，在这个电路中接通直流电流后，就能产生能量的转移，电流由N型元件流向P型元件的接头吸收热量，成为冷端由P型元件流向N型元件的接头释放热量，成为热端。吸热和放热的大小是通过电流的大小以及半导体材料N、P的元件对数来决定。制冷片内部是由上百对电偶联成的热电堆(如右图)，以达到增强制冷(制热)的效果。以下三点是热电制冷的温差电效应。
[0017]1、塞贝克效应(SEEBECK EFFECT)O
[0018]一八二二年德国人塞贝克发现当两种不同的导体相连接时，如两个连接点保持不同的温差，则在导体中产生一个温差电动势:ES=S.AT。
[0019]式中:ES为温差电动势。
[0020]S为温差电动势率(塞贝克系数)。
[0021 ] Δ T为接点之间的温差
2、珀尔帖效应(PELTIER EFFECT)ο
[0022]一八三四年法国人珀尔帖发现了与塞贝克效应的效应，即当电流流经两个不同导体形成的接点时，接点处会产生放热和吸热现象，放热或吸热大小由电流的大小来决定。
[0023]Q Ji = J1.1 Ji=aTc。
[0024]式中:Q JI为放热或吸热功率。
[0025]π为比例系数,称为珀尔帖系数。
[0026]I为工作电流。
[0027]a为温差电动势率。
[0028]Tc为冷接点温度。
[0029]3、汤姆逊效应(THOMSON EFFECT)。
[0030]当电流流经存在温度梯度的导体时，除了由导体电阻产生的焦耳热之外，导体还要放出或吸收热量，在温差为Λ T的导体两点之间，其放热量或吸热量为:
Q τ = τ.1.Δ T0
[0031]Qt为放热或吸热功率。
[0032]τ为汤姆逊系数。
[0033]I为工作电流。
[0034]Λ T为温度梯度。
[0035]以上的理论直到本世纪五十年代，苏联科学院半导体研究所约飞院士对半导体进行了大量研究，于一九五四年发表了研究成果，表明碲化铋化合物固溶体有良好的制冷效果，这是最早的也是最重要的热电半导体材料，至今还是温差制冷中半导体材料的一种主要成份。
[0036]半导体制冷片作为特种冷源，在技术应用上具有以下的优点和特点。
[0037]1、不需要任何制冷剂，可连续工作，没有污染源没有旋转部件，不会产生回转效应，没有滑动部件是一种固体片件，工作时没有震动、噪音、寿命长，安装容易。
[0038]2、半导体制冷片具有两种功能，既能制冷，又能加热，制冷效率一般不高，但制热效率很高，永远大于I。因此使用一个片件就可以代替分立的加热系统和制冷系统。
[0039]3、半导体制冷片是电流换能型片件，通过输入电流的控制，可实现高精度的温度控制，再加上温度检测和控制手段，很容易实现遥控、程控、计算机控制，便于组成自动控制系统。
[0040]4、半导体制冷片热惯性非常小，制冷制热时间很快，在热端散热良好冷端空载的情况下，通电不到一分钟，制冷片就能达到最大温差。
[0041]5、半导体制冷片的反向使用就是温差发电，半导体制冷片一般适用于中低温区发电。
[0042]6、半导体制冷片的单个制冷元件对的功率很小，但组合成电堆，用同类型的电堆串、并联的方法组合成制冷系统的话，功率就可以做的很大，因此制冷功率可以做到几毫瓦到上万瓦的范围。
[0043]7、半导体制冷片的温差范围，从正温90°C到负温度130°C都可以实现。
[0044]通过以上分析，半导体温差电片件应用范围有:制冷、加热、发电，制冷和加热应用比较普遍，有以下几个方面:
1、军事方面:导弹、雷达、潜艇等方面的红外线探测、导行系统。
[0045]2、医疗方面；冷力、冷合、白内障摘除片、血液分析仪等。
[0046]3、实验室装置方面:冷阱、冷箱、冷槽、电子低温测试装置、各种恒温、高低温实验仪片。
[0047]4、专用装置方面:石油产品低温测试仪、生化产品低温测试仪、细菌培养箱、恒温显影槽、电脑等。
[0048]5、日常生活方面:空调、冷热两用箱、饮水机、电子信箱、电脑以及其他电器等。此夕卜，还有其它方面的应用，这里就不一一提了。
[0049]半导体制冷片，也叫热电制冷片，是一种热泵。它的优点是没有滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合。利用半导体材料的Peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的。它是一种产生负热阻的制冷技术，其特点是无运动部件，可靠性也比较高。利用半导体制冷的方式来解决LED照明系统的散热问题，具有很高的实用价值。
[0050]在原理上，半导体制冷片是一个热传递的工具。当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成的热电偶对中有电流通过时，两端之间就会产生热量转移，热量就会从一端转移到另一端，从而产生温差形成冷热端。但是半导体自身存在电阻当电流经过半导体时就会产生热量，从而会影响热传递。而且两个极板之间的热量也会通过空气和半导体材料自身进行逆向热传递。当冷热端达到一定温差，这两种热传递的量相等时，就