热声制冷技术
空调制冷现状及未来发展趋势分析
产业分析空调制冷现状及未来发展趋势分析周 玲（深圳麦克维尔空调有限公司，广东 龙岗 518111）摘 要：随着空调制冷技术的快速发展，人们对空调制冷技术提出了多样化需求，为了更好地适应市场需求，空调制冷技术也在不断地进行改进和设备创新。
本文从空调制冷技术的现状、未来发展的趋势以及空调制冷原理等方面进行研究，分析了空调制冷系统，探讨了制冷加工技术的实际应用，以便为空调行业发展提供参考。
关键词：空调制冷技术；现状；发展趋势0 引言空调制冷技术被广泛使用是为了满足我们多元化的需求，更是目前社会环境现状的综合表现。
空调制冷技术原理基本相同，但核心技术层面是不一样的，所以就我国目前的制冷现状而言，巨大的能源消耗和随之而来的空气污染是十分普遍的，因此，我们的空调制冷技术亟待提高。
1 空调制冷技术分析1.1 空调制冷技术的未来发展随着空调制冷技术研究的深入，制冷剂的发展过程可大致分为两个部分。
第一部分是将天然制冷物质到合成物质的应用，第二部分是从合成物质的应用到天然物质的应用。
早期人们应用的大多数制冷剂都来源于大自然或通过大自然物质方便获得的制冷物质，如氨和二氧化碳，在使用这些制冷剂的过程中，相应的制冷设备体积相对较大，制冷效果相对较低。
因此，这些制冷剂逐步被热性能力良好的氟利昂制冷剂所替代。
氟利昂制冷剂有着较好的热力学性质。
氟利昂制冷剂是一种无毒、安全、不可燃的人工合成化合物，逐渐广泛应用于空调和水箱中。
但是，在电器的使用过程中，氟利昂在空气中很容易扩散，并且长期不能分解，最后大量扩散至大气层内。
经过研究表明，氟利昂在高层的大气中能够发生一些激烈的反应，产生对臭氧层有着严重损坏作用的物质，而氟利昂制冷剂使用后，臭氧层出现了大量空洞，导致温室效应变得更加严重。
在哥本哈根的国际会议上，氟利昂已经被列为禁用物质。
新型制冷剂的研究步伐正在逐步加快。
在我国，空调等使用新型制冷剂的电器设备已逐步取消使用氟利昂制冷剂设备。
热声制冷的研究现状
们 来 考 察 一 下 单个 气 团 的热 力 过 程 。过 程 １气 团在 力 波 的作 用 下 自右 向左 运 动 ， 由 于 压 缩 气 团 温 度 升 高 ， 井 高 于 热 端 板 叠 温度 ， 因而 过
扎
、
程 ２向板叠 放热，于是体 积继续减小；然 后， 过 程 ３气 团 向右 运 动 ，此 时 气 团膨 胀 ，温 度 降 低 ，且 低 于冷 端 板叠 的 温 度 ， 因 析过 程 ４从 冷 端板叠吸热，总体效果是气 团从冷源 吸热 ，而 向热 源 放 热 ， 构 成 一 个 制 冷 循 环 。 实 际 上， 把 枯 整 个 板 叠 长 度 方 向上 的气 体 看 作一 个 传 递 热 量 的气 团链，这样 就可以实现从 板叠 的冷 端到 热 端 的热 量 传 递 过 程。
Ｋ ｅｙ ｏｒｄｓ Ｔ ｈ ｒ ｏａ ｏ ｔｃ Ｒｅｆｉ ｅ ａ ． ｎ、Ｄ ｒｖｉ ｇ ｓ ｕｒ ｅ ｗ ｅｍ ｃ ｕｓ ｉ ｓ ｒｇ ｒ ｔ ｏ ｉ ｉ ｎ ｏ ｃ
１ 引言
件 ， 无需 滑 动 密 封 和 润 滑 ， 从 根 本 上 解 决 了振
动、 磨损等 问题 ， 具有结构简 、 运行可靠和寿
血 用 卢 学
维普资讯
的 制 冷 量 。 受 Ｃｅ ｅｌｙ关 于 声学 斯 特 林 发 ｐｒ ｅ
动 机 论 文 的 影 响 ， Ｌ ｓＡｌｍｏ ｏ ａ ｓ国家 实 验 室 在 Ｗ ｈ ａｌｙ 领 导 下 率 先 开 展 了 热 声 制 冷 机 的 研 ｅｔ ｅ 究 【７ ， 于 １ ８ ３ ｌ Ｊ ９ ３年 前 后 开 始 设 计 并 试 验 热 声 制 冷 机 由于 在 样 机 完 成 之 前 Ｗｈ ａｌ ｅｔ ｙ不 幸 ｅ
热声致冷效应演示实验
１ 引 言
热声 致冷 是 ２ Ｏ世纪 ８ Ｏ年代提 出来 的致 冷方
来， 热声 致冷 机迅 速 成 为 了致 冷领 域 一 个 新 的研 究 热点 ． ¨
２０ ０ ４年 ， 正东 等 率 先在 国 内将 这一 新 的 曹
制冷 技术 引入 到 基 础物 理 实 验 中来 ， 制 了结 构 研
设 在 传声介 质 中插 入一 固体 平 板 ， 板 面平 使 行于声 介 质振动 方 向．考虑 １ 气体 微 团在 一定 个 声频率 下 沿平板 作往 复运 动 的情 况 （ 图 １所示 ， 如 圆 的大小形 象表 示气 体微 团体积 的 大ｔ ． ｂ）
简单 的热 声制 冷实验 装置 ．作 为热 声致 冷 装 置核 心部 件热 声堆 ， 们 是 用 直 径 为 ０ ３ ８ｍｍ 的钓 他 ． ６
鱼线 和宽 为 ３ ５ｍｍ 的胶 卷 ， 隔 ５ｍｍ 用 ５ ２胶 每 ０
水粘 在胶 卷底 片 上制 成 的 ， 我 们 在 重 复该 实 验 但 时发 现 ， 管 有 自制 的 简易 盘 线 架 的帮 助 ， 是 ， 尽 但 制作起 来 还是 十分 困难 ， 虽然有 １ Ｏ℃左右 的 温跨 （ 冷热 端温 差） 但 冷端 降 温还不 太 明显 （ ， ＜５℃） ．
摘 要 ： 于 热 声 致 冷 原 理 ， 用 自制 的 热 声 堆 ， 用 常 见 的 材 料 和 仪 器 ， 计 了 扬 声 器 驱 动 热 声 致 冷 实 验 演 示 装 基 利 采 设
置． 以空 气 作 工 质 ， 无 冷 却措 施 的情 况 下 ， 统 运 行 ２ ０ｓ ， 现 了 １ 在 系 ０ 后 实 ３℃ 的降 温 及 ２ ５℃ 的温 跨 ．
热声制冷的基本原理
热声制冷的基本原理热声制冷是一种基于热声效应实现的制冷技术。
它利用气体在周期性膨胀和压缩过程中吸收和释放热量的特性，在低频声场中实现制冷效果。
热声制冷具有无需运动部件、低噪音、高可靠性和较高制冷效率等特点，因此在一些特定领域得到广泛应用。
热声制冷的基本原理如下：1. 热声效应：当声波通过气体介质传播时，将产生周期性的压缩和膨胀效应，使气体分子发生往复运动。
根据热力学第一定律，气体分子在压缩过程中会吸收热量，而在膨胀过程中则会释放热量。
2. 声波泵浦：热声制冷中的关键设备是声波泵浦，它通过声波作用将气体从低温端推向高温端。
声波泵浦通常由压电陶瓷和金属薄膜等材料构成，通过施加交变电压使压电陶瓷产生往复振动，从而产生声波传播到气体介质中。
3. 声波层流组织：通过精心设计声波泵浦的结构和气体流道，可以使气体介质形成一种特殊的层流组织，即声波层流组织。
声波层流组织是气体分子在声波泵浦作用下形成的一种周期性波动分布，它具有具有周期性的气体密度波动和相位波动。
4. 声波热流：在声波层流组织中，气体分子受到声波周期性膨胀和压缩的作用，从而产生周期性的热流。
当气体分子经历压缩过程时，吸收周围的热量；而在经历膨胀过程时，则释放热量。
这种热流的存在是热声制冷实现制冷效果的基础。
5. 声波声管：声波声管是热声制冷中用于传导声波的介质通道。
它通常由管道和薄膜等材料构成，通过精心设计的结构和材料选择，实现声波的最佳传播和吸收效果。
6. 制冷效果：当声波传播到声波声管中，声波层流组织会形成周期性的热流。
这种热流在声管两端的气体介质中产生周期性的热吸收和热释放。
通过适当设计的热交换器，将热力转移到外界，从而实现制冷效果。
热声制冷的制冷效果与声管结构、声波频率、工作气体等因素有关。
总之，热声制冷是利用声波作用使气体在周期性膨胀和压缩过程中吸收和释放热量的技术，通过适当的声波泵浦和声管设计，实现对制冷物体的制冷效果。
热声制冷具有无需运动部件、低噪音、高可靠性和较高制冷效率等特点，在一些领域有着广泛的应用前景。
制冷技术论文8篇
制冷技术论文8篇我国的在制冷空调行业起步较晚，但是经过了几十年的发展，虽然还存在一些不完善的方面，但是总体来说已经取得了一定的成绩。
但是与发达国家先进的制冷空调相比较，我国的制冷空调在节能技术方面存在很大不足，大多是采用的国外先进技术，并没有自己的研发成果。
瑕不掩瑜，我国的制冷企业已经充分注意到制冷空调节能技术的重要性，特别是近年来大力推动了新技术、新工艺的研发工作，目前已经具备了一定程度的研发能力，与西方发达国家在制冷空调节能技术之间的差距正在不断缩小。
2制冷空调技能技术制冷空调节能技术主要的目的就是要实现合理用能，并且降低电力高峰期的符合，现阶段主要的制冷空调节能技术主要有七种，分别是：蓄冷技术、燃气技术、太阳能技术、热电冷联产技术、热泵技术、热声制冷技术以及人工智能技术。
2.1蓄冷技术现阶段空调用电量已经占据了人们生活总耗电量中的70%左右，并且由于电力紧张以及能源紧缺现状的不断加剧，促进了制冷空调新技术的研发。
蓄冷技术是在这种条件下被研发出来的，该技术就是使空调在非高峰期用电来保持最佳节能状态，此时空调系统的冷负荷由所需的潜热的形式释放冷量来满足，也就是通常所说的，空调系统冷负荷使用融冰释放的冷量来满足，蓄冷设备也就是储存冰的容器，这样的空调不仅可以提高本身的经济效率，还能够增强系统稳定性。
按照我国每年新增3亿m2的商用建筑，如果均使用蓄冷空调系统，每年可为国家节电40亿元，节煤330万吨。
2.2燃气制冷技术燃气空调的使用，不仅可以降低空调使用对于电网的负荷，也可以提高能源的一次利用率，对于减少污染，平衡冬夏季燃气用量具有非常重要的意义。
经过相关部门的测算，如果燃气制冷量1107万RT，消耗天然气约6108m3，这些制冷量就相当于少发电3.5107KW，这种技术不仅提高了电力设备的运转利用率，还能够节约发电设备的投资。
随着我国城市燃气管网的逐步完善，燃气空调必然得到快速的发展和应用，此外国家也推出了一系列的政策支持燃气空调的发展，其对于提高能源利用率、缓解夏冬季用电高峰、提高能源供应安全具有非常重要的意义。
制冷和低温技术原理—第2章 制冷方法
高压液体流 经膨胀阀节 流，形成低 压低温的 气，液两相 混合物进入 蒸发器。
4. 应用： 蒸气压缩式制冷机是应用最广泛的制冷机。 是本课程的重点内容之一。 具有100多年的历史，相当完备，广泛应用 在空气调节，各种冰箱，食品冷藏，冷加工 方面。 制冷的温度范围为5℃ — -150℃。
2.1.5 吸附式制冷
1. 系统组成：
吸附床，冷凝器，蒸发器 用管道连成一个封闭系统。
太阳辐射 沸石 吸附床 （沸石密封盒）
2. 工作原理：
肋片 （冷凝器） 储水器
一定的固体吸附剂对某种 （蒸发器） 制冷剂气体具有吸附作用， 白天脱附 夜间吸附 而且吸附能力随吸附剂温 太阳能沸石-水吸附制冷原理 度的改变而不同。 通过周期性地冷却和加热吸附剂， 使之交替地吸附和解吸。 解吸时，释放制冷剂气体，使之凝结为液体。 吸附时，制冷剂液体蒸发，产生制冷作用。
热电制冷
气体绝热膨胀制冷
高压气体经绝热膨胀即可达到较低 温度，令低压气体复热即可制取冷量。 高压气体经涡流管膨胀后即可分离冷, 热两股气流，用冷气流的复热过程即 可制冷。
气体涡流制冷
2.1 物质相变制冷
2.1.1 相变制冷概述
液体蒸发制冷 固体相变制冷
以流体为制冷剂，通 过一定的机器设备构 成制冷循环，利用液 体汽化时的吸热效应 ，实现对被冷却对象 的连续制冷。
2.2.2 磁制冷
1. 工作原理： 是利用磁热效应的一种制冷方式。
既是固体磁性物质（磁性离子构成的系统）在受磁场 作用磁化时，系统的磁有序度加强（磁熵减小）， 对外放出热量；再将其去磁，则磁有序度下降（磁熵 增大），又要从外界吸收热量。
2.2.3 声制冷
1. 工作原理： 是利用热声效应的一种制冷方式。
热声制冷新技术及其应用进展
Ｉ ｉ 综述 Ｉｌ ｔｔ
制冷新技术及其应用进展
Ｎｅ ｔ ｅ ｍｏ ｃ ｕ ｔ ｅ ｒ ｅ ａ ｉ ｎｔ ｃ ｎ ｌｇｇ ｒ ｔ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｄ ｉ ｐ ｉ ｔ ｈ ｃ ｉ ｏ ｔ ｃ ｏ
量输出。 板叠 是热声制冷机 的最 重要 的部 件，它可 以是平行叠加的板叠，也可 以是
其它多孔介质材料，热声效 应就是在板叠 内完成 的。板 叠内的气体微 团在声波 的作 用下左右运动，同时被压缩或扩张，在合 适 的相位下，气体微 团在 压缩时 向左 运动
入最大，研究机构最多，取得了许多突破 性进展，也反映了当今热声 制冷技术 的最
１进 热
热 出
１ 一声驱动船；２一热换热器：３一板叠
４一 冷换热嚣：５一 谐振腔： ６一 硬端
圈 １热 膏 ■冷 机 的 培 构
上 ｆ能 上１热
Ｔ 丁Ｕ ｔ
／
热 声制冷机 的主要结构如 图 １ 所示， 主要包括声驱动器、谐振腔、热端和冷端 换热器及板 叠 声驱动器 的作用是谐振腔 中产生高幅的声能，是能量源，声驱动器 可以是喇叭、活塞振膜或线性电机。谐振 腔的作 用是与声驱动器相匹配而产生谐振 的声波。热端 和冷端换热器是将热量或冷
高水平和发展趋势。
发展扫清 了最后 的障碍，这预示着热声装 置商业化开发和应用的时代已经到来
热Ｊ
｛ ＿ Ｊ ｌ
热Ｊ 制冷原理 Ｉ Ｉ
所有的热声产品的工作原理都基于所 谓的热声效应，热声效应机理可以简单描 述为在声波稠密时加入热量，在 声波稀疏 时排出热量，则声波得到加强；反之声波 稠密时排 出热量， 声波稀疏时吸入热量， 在 则声波得到削弱。实际 的热声理论 远比这 复杂得多。热声装置是指利用热声技术 的 各种能量转换 功能制成的装置，包括各种 制热机和制冷机，如利用热声技术 的功率 引擎、脉动燃烧、热泵、制冷机 和混合物
空调制冷技术研究现状及发展趋势论文2
空调制冷技术研究现状及发展趋势论文(2)空调制冷技术研究现状及发展趋势论文制冷剂作为空调制冷技术的核心研究对象，其研究、发展状况的好坏直接影响着国内的空调制冷技术的发展。
目前，我国将制冷剂的发展历程主要分为从自然物质到人工合成的物质、再回归到自然物质两个阶段。
自从国内外纷纷研究代替氟利昂的制冷剂，经过长期的研究总结，目前，在众多的天然制冷剂中氨、丙烷与其他烃的混合物及CO2制冷技术以其自身的优势最有可能成为代替氟利昂制冷剂的自然物质。
我国面临的主要问题已不是如何发展空调制冷技术，而是如何实现其产业化的问题。
2 空调制冷技术的具体应用发展2.1 冰蓄冷技术在电能资源紧张的现状下，降低空调自身的能耗，是摆在人们面前的重要课题。
经过不懈努力，专家研制成功冰蓄冷技术，有效降低了空调能耗。
采用这种技术制成的新型空调，可以利用非峰值的电能，来保持制冷物质的最佳能量节约状态，并维持系统的运行良好。
将空调自身运转所需要的潜在能量和显在能量全部释放出来，提供给空调系统以便实现正常工作，也就是通过融冰冷量的放出，来使空调内部的冷负荷达到既定要求。
这时，蓄冷装置就成为了储存冰块的容器。
这种冰蓄冷技术的空调，可以实现填谷移峰的功能，它提高了装置运行的稳定程度，提升了经济效益，并有效削减了空调的能量损耗。
2.2 在变频空调节能上的应用变频空调所指的是在普通空调基础之上运用了变频专用的压缩机，并增加了变频的控制系统，其它结构及制冷原理与普通空调是一样的，变频空调主机为自动无级变速，能够依据房间情况进行自动提供所需冷热量，如果室内的温度达到了一定期望值，空调的主机就能够保持这一温度恒定运转，并实现不停机的运转，以保证室内环境温度稳定。
变频空调的变频器能够对压缩机的供电频率进行改变，从而调节压缩机的转速，通过压缩机转速快慢来控制室内的温度，当室温波动比较的时候，电能的消耗就会小，舒适度也就大大提高了，变频空调依据环境温度来自动制冷、制热及除湿运转的方式，能够让室内的温度在短时间之内达到所需温度，且在低能耗及低转速的状态下进行较小温差波动，从而快速实现了节能、快速及舒适控温的效果。
热泵技术与热声技术
热泵技术与热声制冷技术摘要本文主要通过介绍热泵技术与热声制冷技术的概念,原理,主要技术,研究热点及应用,热泵技术还介绍了各个技术的优缺点,应用及应用限制,目前存在的问题及对应的解决方案,并对两种技术的今后发展进行了展望。
1.热泵技术热泵是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热,经过电力做功,输出能用的高品位热能的设备。
现在我国主要利用三种热泵技术,分别是水源泵,地缘热泵,以及空气源热泵。
1.1热泵新技术主要为热泵系统节能新技术,热泵变频节能技术,同时供冷供热的热泵系统,高湿地区空气源热泵除霜技术,污水冷热源热泵技术应用等[1]。
1.2技术上存在方面问题风冷热泵型机组存在体型较大,噪声较高,除霜技术尚不完善等问题。
主要应用风冷热泵的地区是长江流域,由于其气候原因,要求热泵必须适应0℃以下低温高湿气候环境;吸收式溴化锂制冷机组效率偏低;房间空调器存在噪声污染、热污染(大量电机功率转化的热量排入住宅)和制冷剂污染,特别是(分体式空调机安装和使用时的泄漏)。
1.3技术发展总趋势主要发展高效率的供热、供冷热泵和超级热泵系统。
机械压缩式热泵的发展:(1)制冷剂侧的热泵控制(2)压缩机能量控制(3)压缩机设计(4)新工质技术;吸收式热泵和吸收式热变换器压缩-吸收式热泵;高温热泵[2]。
1.4水源热泵1.4.1水源热泵技术的工作原理通过输入少量高品位能源(如电能),实现低温位热能向高温位转移。
水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源,即在夏季将建筑物中的热量“取”出来,释放到水体中去,由于水源温度低,所以可以高效地带走热量,以达到夏季给建筑物室内制冷的目的;而冬季,则是通过水源热泵机组,从水源中“提取”热能,送到建筑物中采暖。
1.4.2优点高效节能、属可再生能源利用技术,节水省地,环保效益显著,水源热泵系统可供暖、制冷、还可供生活热水,一机多用,水体波动小、运行稳定可靠,装置结构简单、维护方便等。
1.4.3如果以地下水做水源热泵的缺点 1.由于地下水质的不稳定,比如含沙量过高,或沙质过细,对机组组有极大的破坏作用。
简述热电制冷的原理及应用
简述热电制冷的原理及应用一、热电制冷的原理热电制冷原理是基于热电效应的一种制冷技术，利用热电材料在电流作用下会发生热电冷却的特性。
热电材料通常由两种半导体材料（P型和N型）组成，当电流通过该材料时，电子会在两种材料间进行能量转移，从而使得一侧的材料吸热，另一侧则放热，实现制冷效果。
这种基于热电效应的制冷技术具有许多优点，如无需制冷剂、无噪音、无振动以及可靠性高等。
二、热电制冷的应用热电制冷技术在许多领域具备广泛的应用前景，下面是一些主要的应用领域：1. 电子器件散热由于电子器件的工作会产生大量的热量，过高的温度可能会影响其性能甚至导致故障。
热电制冷技术可以应用于电子器件散热，通过将热电元件与散热片相结合，在电子器件表面形成冷热分布，将热量从设备中转移出来，实现散热的目的。
2. 生物医学领域在生物医学领域，热电制冷技术可以用于组织冷冻保存、热敏感药物的运输以及医疗设备的制冷等方面。
比如，在组织冷冻保存过程中，热电制冷技术可以提供稳定的低温环境，避免组织损伤。
3. 空调和制冷设备热电制冷技术也可以应用于空调和制冷设备中，以替代传统的压缩机制冷技术。
通过热电材料的冷却作用，可以实现低温空气的制备，并提供持续的制冷效果。
与传统制冷设备相比，热电制冷技术具有体积小、无振动、无噪音等优点，更适合一些特殊场合的应用。
4. 光电子器件在光电子器件中，由于高功率光子器件的热效应会导致光子器件的性能下降，热电制冷技术可以用于控制光子器件的温度，提高其工作效率和寿命。
热电制冷技术可以通过控制光子器件表面的温度分布，使其处于最佳工作状态。
5. 太阳能利用在太阳能利用中，热电制冷技术可以用于太阳能电池板的冷却，提高太阳能电池板的转换效率。
通过热电制冷技术，可以将太阳能电池板表面产生的热量转移到其他地方，保持电池板的冷却状态，提高太阳能利用效率。
6. 航天航空领域热电制冷技术在航天航空领域具有重要的应用价值。
在航天器中，由于太空中的温度极端，热电制冷技术可以用于控制航天器内部的温度，保持设备正常工作。
热声制冷技术研究进展及未来发展展望
１ 国 内研 究 现 状
我 国研究 热声制 冷 的主要 单位 有华 中科 技大 学 、中科 院 理化 电子 电路原 件热 声制冷 方面 ，微 电子元 件和 系统 的 散热 要求越 来 而 结构 简单 、 无可 动部件 、 行 可靠等 优 运 技 术研 究所 、 西安 交通 大学及 内蒙 古科 技大 学 ， 国热 声制 冷 的研 越 高 ， 热声 制冷 具有环 保 、 我 究 虽起 步较 晚 ， 发展 很快 ， 实 验研 究 上有 特 色 ， 但 在 但在 研 究经 费 方 面略显 不足 。近 几年主 要研 究如 下 ： 点， 其应 用前 景十 分乐观 。最 近几 年 ， 国外 正在开 发 微型 热声制 冷 装 置 ，利 用压 电驱动 器 ，来驱 动与 微制造 结 合的 热 声元件 和谐 振
关键词 ： 热声； 制冷； 进展
热 声制冷 概念 是在 ２ 世 纪 ８ ０ Ｏ年代 初提 出的 ，是 一种 新 型 的
究结 果和 能耗显 示系 统效 率适 宜于制 冷机 ，但 对空 调和 低温 冷却
制冷 方式 ， 基于 热 身效 应 原理 ， 用 声来 产 生热 ， 声 驱动 热量 效果 不好 。 其 利 用 传 输 。其优 点在 于利用 热声 压缩 机代 替常规 的机 械压 缩 机来 驱动 ２０ 年 美 国南 伊 利 诺伊 大 学 对 热声 传 热 和 系统 结 构进 行 实 ０７
制 冷机 ， 需使用 污染 环境 的制冷 剂 ， 无 而是 使用惰 性气 体 或其 混合 验研 究 ， 究 揭示 了传 热 系 数 、 研 平均 压 力和 振动 频 率之 间 的 关系 ， 物 作 为工质 ， 因此 不会 导致 使用 的 Ｃ Ｃ 和 Ｈ Ｃ 产生 臭氧 层 的破 当热声 系统 在一 个合 适的振 动频 率下 ， Ｆｓ Ｆｓ 平均 压 力越大 ， 热系 数越 传 坏 和温 室效 应而 危害环 境 ： 其基本 机 构非常 简单 和可 靠 ， 无需 贵重 大， 以在提 高传 热 系数 的同 时， 所 要合 理考 虑板 叠结 构 。
热电制冷的原理及应用
热电制冷的原理及应用1. 热电制冷的概述热电制冷是一种利用热电材料的特殊性质实现制冷的技术。
通过外加电压，热电材料可以将热能转化为冷能，实现温度的降低。
这种制冷方式具有很多优点，例如无霜结、无振动、静音等，因此在一些特殊的应用领域有着广泛的应用。
2. 热电效应的原理热电效应是指在某些材料中，当温度差异存在时，将会产生电压差。
这种现象包括三种热电效应：塞贝克效应、珀尔效应和托姆森效应。
2.1 塞贝克效应塞贝克效应是指当电流通过热电材料时，材料的一侧受到加热，另一侧被冷却时，会产生电压差。
这是因为电子因为热运动而发生扩散，在温度差异下会产生电流。
2.2 珀尔效应珀尔效应是指当电流通过热电材料时，材料的一侧受到加热，另一侧被冷却时，会产生热源或吸热的过程。
这种效应可以用来实现制冷。
2.3 托姆森效应托姆森效应是指当电流通过热电材料时，材料的一侧受到加热，另一侧被冷却时，会产生温度差异。
这种效应也可以用来实现制冷。
3. 热电制冷的设备结构热电制冷的设备主要包括热电材料、散热模块、电路控制器等。
3.1 热电材料热电材料是实现热电制冷的关键组成部分。
常用的热电材料包括硒化铋、硒化铋铅和硒化铟锡等。
这些材料具有良好的热电性能，可以将热能转化为电能或者将电能转化为冷能。
3.2 散热模块散热模块用于将热量从热电材料散发到外部环境中。
一般采用铝制散热片进行散热。
3.3 电路控制器电路控制器用于控制热电材料的电流和温度，以实现制冷效果的调节。
可以通过增大电流或者调整温度差异来增强制冷效果。
4. 热电制冷的应用领域热电制冷技术由于其特殊的制冷方式，被广泛应用于许多领域。
4.1 航天航空领域热电制冷技术在航天航空领域中具有重要应用。
例如，在航天器中，热电制冷可以用来保持电子设备的正常工作温度，防止过热损坏。
4.2 生物医学领域热电制冷在生物医学领域中也有广泛的应用。
例如，在一些医疗设备中，热电制冷可以用来降低设备的工作温度，提高设备的稳定性和性能。
热声制冷技术
输入声波（声功W）--扬声器 或热声发动机 室温
需要的低温
实验证明，在板叠上产生ΔT的温差，在共振腔中产生压 力和速度的变化。
取一块板叠中的板，取气体中一个振动的微粒，声 波和系统固有频率相同，发生共振，，产生的压力波 使气体微粒受到周期性的压缩和膨胀，气体微粒沿板
来回振动而发生位移。
热声制冷技术
热声制冷原理
热声震荡
温度比α=Th/Tc＞10能产生热声震荡 温度比α=Th/Tc＜1.6热声震荡消失
管内气体自 发震荡
用手指堵住 此口Th
细管
封闭气体的细管
热源
Tc
液氦
气体膨胀—压缩力—气流运动—气团与管壁接触换热
气团急速运动
气团与管壁的换热不完全
传热边界层的粘滞性 在管内径向（同截面）温度不同 导致传热滞后
而导致右端温度降低。
板叠中的一块
综合性能系数
热声制冷机性能分析
冷端换热器有效负荷 热声制冷机的COP仅是商用制冷机
外界对系统的输入电功
的30%~40%。
性能不高的原因：
1、有害负荷，包括：声能的损耗引起的负荷、环境与系统间的换热、热端和冷端间的换热、声能转化 的热能。
2、流动效应和非线性效应，如工质流体中稳流的再循环效应、紊流效应等。
1. 磁力径向轴承 2. 电机
3. 磁力推力轴承 4. 2级离心叶轮 5. 压缩机冷却电磁阀
定位盘
Y轴定位 传感器
磁力轴承
叶轮
前轴承 传感器固定盘
后轴承 传感器固定盘
轴向轴承
永久磁铁
推力轴承
线圈 电磁体
地源热泵
地表浅层地热资源，是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能 而蕴藏的低温位热能。其温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏 季比环境空气温度低，是热泵很好的供热热源和供冷冷源，这种温度特性使得 地源热泵比传统空调系统运行效率要高 40%，因此要节能和节省运行费用 40%左右。另外，地能温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定， 也保证了系统的高效性和经济性。系统全部为闭式循环，不抽取地下水,不会 造成地下水的污染以及地表下陷；热泵的运行没有任何污染，没有燃烧，也没 有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。
热声制冷技术及其在天然气液化的应用
热电制冷的原理
热电制冷的原理宝子们，今天咱们来唠唠热电制冷这个超酷的事儿。
咱先想象一下，有这么一种神奇的现象，不用那种传统的压缩机啥的，就能让一个小空间变得凉凉的。
这就是热电制冷的魅力啦。
热电制冷啊，它是基于一种叫做珀尔帖效应的东西。
啥是珀尔帖效应呢？简单来说，就是当有电流通过两种不同的导体组成的回路的时候呢，在这两种导体的接头处，就会出现吸热或者放热的现象。
就好像这电流是个调皮的小魔法师，在两种导体的连接处捣鼓出冷热魔法。
比如说，在一个接头那里，它会吸收热量，让周围变得凉凉的，就像有个小小的冰精灵在那里施展制冷法术。
而在另一个接头呢，就会放出热量，就像有个小火苗在那呼呼冒热气。
那为啥会这样呢？其实啊，这两种不同的导体材料，它们内部的电子状态是不一样的。
当电流通过的时候，电子就像是一群小蚂蚁搬家一样，从一种材料跑到另一种材料里。
在这个过程中呢，电子的能量就发生了变化。
在吸热的那个接头，电子就像是带走了周围的热量能量，然后跑到别的地方去了。
而在放热的接头，电子就像是把自己多余的能量以热量的形式释放出来了。
你看啊，这种热电制冷的装置呢，就像是一个小小的冷热工厂。
它的核心部件就是由好多这样的热电对组成的。
这些热电对就像一个个小小的制冷或者制热单元。
如果我们想要制冷，就把那个会吸热的接头放在我们想要降温的地方，比如说一个小盒子里装着我们心爱的小蛋糕，不想让它坏掉，就把这个吸热的接头放在盒子旁边。
然后电流一通过，就像打开了制冷小机关，小蛋糕就能在凉爽的环境里保存啦。
而且哦，热电制冷还有好多优点呢。
它特别小巧玲珑，不像那些大的制冷设备，占那么大地方。
它就像个精致的小玩意儿，可以用在很多小空间里。
比如说，你有个超级迷你的小冰箱，就可以用热电制冷技术，这样你就可以在自己的小桌子上放着，随时能拿出冰冰凉凉的饮料来喝。
它还特别安静呢，没有那种嗡嗡嗡的压缩机声音，就像个安静的小助手，默默地为你制冷。
不过呢，热电制冷也有一点点小缺点啦。
制冷空调节能技术的应用分析及发展方向
制冷空调节能技术的应用分析及发展方向摘要：随着制冷空调行业的稳步发展，虽然为人们的生活生产，带来了很大的便利；但是也造成了资源能源紧缺，以及生态污染与环境破坏。
因此加快制冷空调节能技术的研发与应用，已经迫在眉睫，需要引起更多人们的高度关注。
在今后的发展中，就需要加大制冷空调节能技术的研发与应用力度，并且大力推进新技术与工艺的应用，才能实现真正的节能环保，促使制冷空调行业获得持续发展。
本文针对制冷空调节能技术的应用以及发展方向，展开了详细深入的分析，希望为后续的研究，提供有力的参考依据。
关键词：制冷空调；节能技术；应用；发展方向引言：在社会经济的高速发展中，还需要高度重视资源能源的节约，以及生态环境的保护工作，才能实现人类社会的可持续发展。
在此背景下，就需要在制冷空调的制作中，加大节能技术的研发与应用力度，从而提高资源能源的利用效率，减少对生态环境的污染与破坏，最终取得更多的社会、经济与生态效益。
一、制冷空调节能技术的应用分析我国是一个人口大国，相对应的，也是一个能源消耗大国。
随着人们生活水平的不断提升，对于各种资源能源的需求量，也在急剧增加。
不仅导致各种资源能源不断紧缺，而且对生态环境造成了污染与破坏。
为了实现人类社会的可持续发展，就需要坚持走可持续发展道路，做好节能环保工作。
尤其是在制冷空调制造中，也需要将节能技术应用其中，才能降低各种资源能源的消耗，减少污染与破坏力度。
现如今，制冷空调技术在多个行业与领域，都得到了广泛应用。
如食品业、水产品、冰箱、汽车等，导致能源消耗量在不断上升。
因此就需要将节能技术，应用到制冷空调的制造中，从而提高使用效率。
（一）太阳能节能技术太阳能，属于绿色、可再生能源，且储量比较丰富。
将太阳能节能技术，应用到制冷空调技术的制造中，就可以实现节能环保，值得广泛应用与推广[1]。
在实际应用中，可以将太阳能释放的热量存储起来，然后将其转化为动能，用于空调制冷，从而减少电能的使用，实现节能环保。
热制冷原理
热制冷原理热制冷是一种利用热能来产生制冷效果的技术。
它是通过控制物质的热力学性质，将热能转化为冷能，从而实现制冷的过程。
热制冷原理主要包括吸热、压缩、冷凝和膨胀四个基本过程。
首先，热制冷的吸热过程是指制冷剂从低温状态吸收热量，使其温度和压力升高的过程。
在这一过程中，制冷剂吸收了外界的热量，从而使其内能增加，温度升高。
这一过程通常发生在蒸发器中，通过蒸发器与外界的热交换，制冷剂从液态变为气态。
其次，压缩是热制冷中的一个重要过程，通过压缩机将低温低压的蒸汽压缩成高温高压的蒸汽。
在这一过程中，制冷剂的温度和压力都得到了提高，内能也随之增加。
通过增加制冷剂的压力，可以使其在较低的温度下液化，为后续的冷凝过程做好准备。
接下来是冷凝过程，这一过程是指高温高压的制冷剂在冷凝器中放出热量，使其温度和压力降低的过程。
在冷凝器中，制冷剂与外界发生热交换，从而使其从气态变为液态。
这一过程中，制冷剂释放出的热量被带走，从而使其内能减小，温度降低。
最后是膨胀过程，通过膨胀阀或节流阀，高温高压的制冷剂在膨胀器中膨胀成低温低压的制冷剂。
在这一过程中，制冷剂的温度和压力都得到了降低，内能也随之减小。
通过膨胀过程，制冷剂的温度得以进一步降低，为吸热过程做好准备。
总的来说，热制冷原理是通过吸热、压缩、冷凝和膨胀四个基本过程，将热能转化为冷能的过程。
通过控制制冷剂的温度和压力变化，实现了制冷效果。
热制冷技术在空调、冰箱、冷库等领域有着广泛的应用，为我们的生活和生产提供了便利。
对于热制冷原理的深入理解，有助于我们更好地掌握制冷技术，提高能源利用效率，推动绿色环保发展。
热声冷却原理
热声冷却原理热声冷却是一种利用声波传播介质中的温度变化来实现冷却的技术。
它基于声波传播时介质分子之间的碰撞和摩擦，使得分子间的能量转化为热能，从而导致温度的升高或降低。
通过调节声波的频率和振幅，可以实现对介质的冷却效果。
热声冷却技术最早是由美国物理学家彼得·格雷夫斯于1985年提出的。
他发现，当声音通过一种特殊的介质时，介质的温度会发生变化。
这一发现引发了科学家们对热声效应的深入研究，并最终开发出了热声冷却技术。
热声冷却的原理可以用下面的步骤来描述：1. 声波传播：首先，声源产生的声波通过传导介质中的分子，形成声波的传播。
2. 压缩与膨胀：声波传播时，介质中的分子会被压缩和膨胀。
当声波传播到一个区域时，分子会被挤压在一起，形成高密度区域；而当声波经过后，分子会分散开来，形成低密度区域。
3. 分子碰撞：在高密度区域，分子之间的碰撞频率增加，分子的平均动能也随之增加。
而在低密度区域，分子之间的碰撞频率减少，分子的平均动能也随之减少。
4. 温度变化：根据热力学定律，分子的平均动能与温度是相关的。
因此，在高密度区域，分子的平均动能增加，温度也随之增加；而在低密度区域，分子的平均动能减少，温度也随之减少。
通过上述过程，热声冷却技术实现了对介质的冷却效果。
根据研究，声波的频率和振幅可以调节热声冷却效果的强弱。
当声波的频率和振幅适当时，可以实现更大的温度变化，从而获得更好的冷却效果。
热声冷却技术在一些特定领域有着广泛的应用。
例如，在激光器中，由于高功率激光的发射会产生大量的热量，而热量的积累会导致激光器的性能下降。
采用热声冷却技术可以有效地将激光器的温度降低，提高激光器的工作效率和寿命。
热声冷却技术还可以应用于微型制冷设备、半导体制冷和热管理等领域。
相比传统的制冷技术，热声冷却具有体积小、能耗低、无污染等优点，因此在一些特殊应用场景中具有广阔的应用前景。
热声冷却是一种利用声波传播介质中的温度变化来实现冷却的技术。
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压缩机冷却
制冷剂冷却电机和 电子部件 电机温度过高将导 致电机轴消磁 系统不能为低温应 用。
a
干燥过滤器 电机冷却管路
15
TT 300型压缩机
60–100冷吨，R134a 无油，磁力轴承 两级离心压缩机 直接驱动 永磁同步电机 重量为 122公斤
a
16
TT 300型压缩机
1. 磁力径向轴承 2. 电机 3. 磁力推力轴承 4. 2级离心叶轮 5. 压缩机冷却电磁阀
a
17
磁力轴承
Y轴定 位传 定位盘 感器
叶轮
前轴 承
后轴 承 传感器固定盘
轴向轴 承
传感器固定盘
a
18
永久磁铁
推力轴承
线圈 电磁体
a
19
地源热泵
地表浅层地热资源，是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热 能而蕴藏的低温位热能。其温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高， 夏季比环境空气温度低，是热泵很好的供热热源和供冷冷源，这种温度特性使 得地源热泵比传统空调系统运行效率要高 40%，因此要节能和节省运行费用 40%左右。另外，地能温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定， 也保证了系统的高效性和经济性。系统全部为闭式循环，不抽取地下水,不会 造成地下水的污染以及地表下陷；热泵的运行没有任何污染，没有燃烧，也没 有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。
从而导致右端温度降低。
a
板叠中的一块
6
热声制冷机性能分析
综合性能系数
冷端换热器有效负荷 热声制冷机的COP仅是商用 外界对系统的输入电功 制冷机的30%~40%。
性能不高的原因： 1、有害负荷，包括：声能的损耗引起的负荷、环境与系统间的换热、热端和冷 端间的换热、声能转化的热能。 2、流动效应和非线性效应，如工质流体中稳流的再循环效应、紊流效应等。 3、专用换热器效率有待提高。 4、设计上的简化和圆整等。
压力波与温度波之间产生相位差—激发了气体的震荡
因此，气体运动与传热之间的相位差是产生热声震荡的必要条件。
a
2
热声驱动器（热声发动机或热声压缩机）
由于是接近管壁的气团参与换热，要产生高强度的热声震荡，采用比表 面积较大的狭道组成热声发生器最为有效。
被加热的工质在叠板中产生热声震荡，
将一部分热能变为机械能，产生声功W，
考虑到电能转化为声能、声能在共振腔中传播、在热声核心实现热声制冷、 热量从冷端传递到热端，产生的损失有：电声转换损失、声波在共振腔中的损耗、 声热转换中的不可逆损耗、换热器的效率。可得评定热声制冷机的综合COP：
a
7
上式
a
8
空间用热 声制冷机， 1992年1月随 “发现号”进 入太空。是 1/4波长的热 声机，工作压 力1Mp，工质 97%氦、3% 氩的混合物。 板叠直径 38mm、长度 79mm。由顶 部的扬声器产 生400Hz的声 波，获得3W 的冷量，冷端 温度50℃时热 力完善度16%。
第一台
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9
磁悬浮离心机
a
10
磁悬浮超效离心机
效率更高
❖变频直接驱动----效率及部分负荷效率更高
无摩擦磁性悬浮轴承
❖二根径向/一根轴向磁性轴承
R134a环保冷媒 无油润滑，换热器传热表面无油粘附 超静噪音（150RT机组噪声低于60dBA）
a
11
WMC
(Water Cooled Magnetic Bearing Compressor
后。分析表明，平板之间的距离宜大于几倍热渗透长度值，
k
k
fc p
K-气体热导率，ρ-气体平均密度，Cp-气体比定压热容， δk-在 1f 时间内热量通过气体扩散的距离（微米量级）
热声叠板的板间距与气体的热渗透长度有相当的数值。
热声板叠的应用，使热温度与压力产生 更大的滞后。
120-150冷吨 制冷机组 采用无油磁力悬浮 轴承压缩机 R134a制冷剂 MicroTech II™ 控 制器
a
12
MT II 机组 控制器 MT II 压缩机 控制器
电子膨胀阀
#1
#2
VFD启动柜
a
13
电子膨胀阀
视液镜察看阀体 位置 总计6386级，控 制机组制冷量 12 vac电机
a
14
以氦为工质的谐波管的典型长度 0.1~10m.
相对应
谐振管长为1/2波长或1/4波长。
a
3
谐振管的要求
1、加热器、热声板叠、冷却器应置于压力和位移值的非零区。 2、加热器和冷却器由铜质翅片组成。 3、热叠板用高热容固体平板，依严格的板间距v组成。 4、板间距要求： 是重要指标、决定板叠壁与工质气团间的热接触性质、激发热震荡的重要条件。 合适的板叠间距，可导致气团与固体壁具有不良的热接触，以形成传热温差的滞
a
4
热声制冷机
谐振管内的气体受声压的作 用，产生绝热压缩和膨胀。热声 板叠左端的气团受到驻波的压缩， 温度升高，向板叠放热。
在热声板叠的右端，由于驻波低 压相的绝热膨胀，气团的温度低 于当地板叠温度，气团从板叠吸 热。
输入声波（声功W）-扬声器或热声发动机
室温
在声波的每一个循环中，气团将
热量从热声板叠的右端向左端传
其余热量Qc作为费热通过冷却器释放到 低温热源。
谐振管的温度分布
温度700~1000K （谐振管）
冷却器
W=Qh-Qc，热效率η=W/Qh
温度300K
热声驱动器的一个重要结构参数是谐振 管的长度。它和气体声速一起决定了热 声震荡的频率。
设：ν-声速，λ-波长，f-频率
ν= λf的关系，f=1000/100=10m
热声制冷技术
a
1
热声制冷原理
热声震荡
温度比α=Th/Tc＞10能产生热声震荡 温度比α=Th/Tc＜1.6热声震荡消失
管内气体 自发震荡
用手指 堵住此 口Th
细管
封闭气体的细管
热源
Tc
气体膨胀—压缩力—气流运动—气团与管壁接触换热
液氦
气团急速运动
气团与管壁的换热不完全
传热边界层的粘滞性 在管内径向（同截面）温度不同 导致传热滞后
气体微粒的初温为T1被绝热压缩温度升高，气体微 粒在声源驻波的作用下向左移（压力最大值处），温
度变为T2，此时微粒的温度高于叠板温度，微粒向板
传热（dQh) ，这时微粒温度为T3，在驻波作用下，微 粒向右移动，回到初始位置的过程中，经历了绝热膨
胀，温度下降为T4，此时微粒的温度低于叠板，并将
热量传给微粒(dQc) ，使得微粒的温度又恢复到T1。
递，使两端的温差增大。结果，
热量Qc从冷端换热器（Tc）输送
到热端换热器（Th) 释放出热量
Qh。
a
需要的低温
5
实验证明，在板叠上产生ΔT的温差，在共 振腔中产生压力和速度的变化。
取一块板叠中的板，取气体中一个振动的微粒， 声波和系统固有频率相同，发生共振，，产生的压力 波使气体微粒受到周期性的压缩和膨胀，气体微粒沿 板来回振动而发生位移。