热声制冷技术
空调制冷技术研究现状和发展趋势
空调制冷技术研究现状和发展趋势摘要：在社会高速发展过程中，人们生活水平有了很大的提升，对自身生活环境有了较高的要求。
空调制冷技术是当前社会中运用较为普遍的技术形式，能够改变室内温度，还可以用于各类食品保鲜、冷冻，在生物科技、医药工程等领域都具有广泛运用。
我国的空调制冷方面的能力和技术有大幅度的提升，并且被逐步引入各个生产链中，通过使用节能技术能大大减少能源消耗，也能提高生产的效率，对环境的污染影响大大降低。
介绍几种常见的空调制冷技术，并对当前空调制冷技术面临的挑战进行探讨，最后展望其发展趋势，希望能够给相关人员提供参考。
关键词：空调；制冷技术；研究现状；发展趋势引言空调制冷技术为人们生活提供了诸多便利，它能够创建出更加舒适的居住环境，在实际生活与生产各领域中都具有广泛运用，改善了人们生活。
例如，在食品冷加工、冷处理方面制冷技术做出了巨大贡献，同时利用空调制冷技术可以构建恒温恒湿状态的特点，广泛运用在工业生产以及医学尖端领域中。
近年来，关于空调制冷技术的研究逐渐增多，在现代化技术推动下，逐渐向着智能化、数字化、节能化的方向发展。
基于此，加强对空调制冷技术研究现状及发展趋势的研究具有十分现实的意义。
1制冷原理研究对于空调制冷原理的研究是一项系统的工程，随着科学技术发展，无论在理论研究还是实践应用方面，都取得了显著成就。
尤其是 21 世纪后，更多先进的制冷原理被提出，其中热声制冷技术就是其中之一。
其和之前的蒸气压缩制冷技术相比，在很多领域都具有明显的优势。
热声制冷技术不用依赖氟利昂等污染型制冷剂，可以选择混合气体、惰性气体等作为制冷剂，消除了对臭氧层的破坏问题，能够在一定程度上避免温室效应的出现。
同时，热声制冷原理能够灵活控制制冷系统，且成本低、操作方便、结构简单，能够为空调制冷技术发展提供一个新的方向。
当然，热声制冷原理也存在效率较低的问题，还需要进行进一步的研究，这些问题的存在对热声制冷技术发展造成一定的阻碍。
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。
热声冷却原理
热声冷却原理
热声冷却原理是一种利用声波来实现冷却的原理。
它基于声波的压缩和膨胀循环，通过声波传递能量来提供冷却效果。
热声冷却的基本原理可以用以下几个步骤来描述：
1. 压缩相：通过声波的压缩作用，将气体分子聚集在一起，增加气体的密度和温度。
这个过程需要外部能源的输入。
2. 膨胀相：通过声波的膨胀作用，将气体分子拉开，降低气体的密度和温度。
这个过程产生冷却效果，并将热量从被冷却物体中带走。
3. 热交换：在膨胀相之后，声波继续传播，将带走的热量传递给冷却系统中的其他元件，例如换热器、冷却器等。
4. 回收能量：在声波传输过程中，从压缩相中提供的能量可以回收并再利用，以减少能量的损失。
热声冷却技术在某些特定的应用领域具有潜在的优势，比如在高温电子设备的冷却、太空航天器的热管理等方面。
它相对于传统的制冷方法来说，更为环保、无震动、无机械运动等特点，但目前仍然存在一些技术和经济上的挑战，限制了其在实际应用中的推广。
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
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。
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 。
六种常见制冷方式
六种常见制冷方式一、蒸汽式压缩制冷原理：在蒸汽压缩制冷循环系统中，压缩机从蒸发器吸入低温低压的制冷剂蒸汽，经压缩机绝热压缩成为高温高压的过热蒸汽，再压入冷凝器中定压冷却，并向冷却介质放出热量，然后冷却为过冷液态制冷剂，液态制冷剂经膨胀阀（或毛细管）绝热节流成为低压液态制冷剂，在蒸发器内蒸发吸收空调循环水（空气）中的热量，从而冷却空调循环水（空气）达到制冷的目的，流出低压的制冷剂被吸入压缩机，如此循环工作。
压缩机功能：把制冷剂蒸气从低压状态压缩至高压状态，创造了制冷剂在冷凝器中常温液化的条件。
被称为整个装置的“心脏”。
冷凝器功能：使压缩机排出的制冷剂过热蒸气冷却，并凝结为制冷剂液体，在冷凝器内制冷剂的热量排放给冷却介质。
分类：水冷式冷凝器、风冷式冷凝器、蒸发式冷凝器。
风冷式冷凝器：使用和安装方便，不需要冷却水、热量由分机将其带入大气中。
但同样传热系数低，相对其他类型重量偏大，翅片表面会积灰是散热能力下降，须及时清理。
蒸发器功能：依靠制冷剂液体的蒸发来吸收冷却介质热量的换热设备，它在制冷系统中的任务是对外输出冷量。
分类：满液式（沉浸式）蒸发器、干式蒸发器。
干式蒸发器：沉浸式蛇管、壳管式、板式、喷淋式等。
节流装置功能：截流降压：高压常温的制冷剂流过膨胀阀后，就变为低压、低温的制冷剂液体。
控制制冷剂流量：膨胀阀通过感温包感受蒸发器出口处制冷剂过热度的变化来控制阀的开度，调节进入蒸发器的制冷剂流量，使其流量与蒸发器的热负荷相匹配。
控制过热度：膨胀阀具有控制蒸发器出口制冷剂过热度的功能，即保持蒸发器的传热面积的充分利用，又防止压缩机冲缸事故的发生。
分类：手动节流阀、热力膨胀阀、毛细管、电子膨胀阀、浮球板、固定孔板、可变孔板。
二、蒸汽吸收式制冷以制冷剂-吸收剂为工作流体，称为吸收工质对。
常用工质对：溴化锂-水（制冷剂是水）、氨-水（制冷剂是氨）-低沸点工质是制冷剂。
装置：吸收式制冷装置由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、循环泵、节流阀等部件组成，工作介质包括制取冷量的制冷剂和吸收、解吸制冷剂的吸收剂，二者组成工质对。
热声制冷技术文献综述
热声制冷技术文献综述摘要：随着化石能源的枯竭和人类对全球性环境问题的关注,人们对节能技术越来越重视，制冷行业也不例外.而热声制冷以其环保、可靠等优点已成为当前研究的热门。
本文将向大家介绍热声制冷原理及其发展趋势。
Pick to:As the fossil energy depletion and human attention to global environmental problems, people pay more and more attention to energy saving technology，refrigeration industry is no exception. The thermoacoustic refrigeration with its advantages of environmental protection, reliable has become a current research hot. This article will introduce the principle of thermoacoustic refrigeration and its development trend。
关键字：热声制冷原理热声制冷机发展现状及趋势1。
前言空气调节是指用人工手段，对建筑/构筑物内环境空气的温度、湿度、洁净度、速度等参数进行调节和控制的过程。
特别的，工程技术上的人工制冷空调,就是指利用一定的装置，消耗一定的能源,强制地使某一对象的温度低于周围环境介质的温度，并维持这个低温的过程。
传统空调制冷是当空调器通电后，制冷系统内制冷剂的低压蒸汽被压缩机吸入并压缩为高压蒸汽后排至冷凝器。
同时轴流风扇吸入的室外空气流经冷凝器，带走制冷剂放出的热量,使高压制冷剂蒸汽凝结为高压液体。
高压液体经过过滤器、节流机构后喷入蒸发器,并在相应的低压下蒸发,吸取周围的热量。
同时贯流风扇使空气不断进入蒸发器的肋片间进行热交换，并将放热后变冷的空气送向室内.这样室内空气不断循环流动，达到降低温度的目的。
热声制冷技术：一种理想的制冷方案
热声制冷技术：一种理想的制冷方案一、热声研究的目的和意义八十年代以来，脉管制冷机的研究获得了突飞猛进的发展，两级脉管制冷机达到了1.7K。
但目前脉管制冷机离实用化、工程化还有一定的距离，其主要原因之一就是缺少与脉管制冷机相匹配的压缩机。
目前广泛采用的机械压缩机中仍然存在着运动部件，压缩机的性能将对脉管制冷机的性能产生直接的影响。
在这种情况下，采用热压缩机代替常规的机械压缩机来驱动脉管制冷机是一种理想的方案。
这种热声驱动脉管制冷机具有两个突出的优点：•其一是制冷系统除流动工质外没有运动部件，从根本上消除了常规机械制冷机存在的磨损与振动；•其二是采用热能驱动，可用太阳能、燃气等作为热源。
采用低品位的热能不仅有利于提高系统的热力学效率，而且对于那些缺乏电能的场合则更具有实际意义。
此外，热声制冷机一般采用N2或He作工质，属于绿色工质，对大气臭氧层没有破坏。
可见，热声压缩机是一种具有发展潜力的新型压力波发生器，在空间及输电困难但能提供热能的地方（如远海或荒漠中开采石油和天然气）有着广泛的应用前景。
热声制冷机也可用扬声器来驱动，虽然这种制冷机也存在着运动部件（扬声器振动膜），但由于其不需要动密封，故无维修使用寿命比常规的制冷机要长，且与压缩机的活塞相比振动膜的振动要小得多。
若采用气体工质，则在那些需要较大温差、较小能流密度的场合有很大的应用前景；若采用近临界液相工质（如乙烯），则单位体积制冷量可与目前的常规蒸汽压缩制冷机相当，其清洁、可靠和低成本的特点使其在家用和工业制冷场合具有极大的竞争力。
同时，研究热声压缩机还可以进一步开拓视野，丰富和完善热声理论，推动和发展回热式热机，还能让我们以一个全新角度去认识其它类型的热机，从而推动它们的发展。
以往的回热式热机循环理论基于理想的热力学可逆过程，从能量守恒和动量守恒方程出发，忽略了流体工质的流动特性对流体与固相工质间热交换的影响，与实际的工况相差甚远，定量化程度不高，更不能为我们提供对其工作机理的了解。
热声制冷技术及其在天然气液化的应用
绿色制冷技术的研究与展望
绿色制冷技术的研究与展望在当今社会，随着人们生活水平的提高和科技的不断进步，制冷技术已经成为了我们日常生活和众多工业领域中不可或缺的一部分。
从家用的冰箱、空调，到商业冷库、工业生产中的冷却系统，制冷技术的应用无处不在。
然而，传统制冷技术在为我们带来便利的同时，也带来了一系列的环境和能源问题。
因此，绿色制冷技术的研究和发展变得愈发重要。
传统制冷技术大多依赖于氟利昂等制冷剂，这些物质不仅会破坏臭氧层，还具有较高的温室效应潜能值，对全球气候变暖产生负面影响。
此外，传统制冷系统在运行过程中往往消耗大量的电能，增加了能源压力。
为了解决这些问题，科学家们开始致力于绿色制冷技术的研究。
绿色制冷技术的一个重要方向是寻找环保型制冷剂。
例如，二氧化碳（CO₂）作为一种天然的制冷剂，具有良好的热物理性质和环保性能。
与传统制冷剂相比，CO₂不会破坏臭氧层，温室效应潜能值也相对较低。
此外，一些新型的制冷剂，如碳氢化合物、氨等，也因其环保和高效的特点受到了广泛关注。
除了制冷剂的选择，制冷系统的优化也是绿色制冷技术的关键。
通过改进制冷系统的设计和运行方式，可以提高能源利用效率，降低能耗。
例如，采用变频技术可以根据实际需求调整压缩机的转速，从而实现节能运行。
优化换热器的结构和材料，能够提高换热效率，减少能量损失。
同时，利用智能控制系统对制冷系统进行精准的监控和调节，也有助于提高系统的性能和稳定性。
热声制冷技术是一种具有潜力的绿色制冷方法。
它基于热声效应，利用声波在气体中的热传递来实现制冷。
与传统制冷技术相比，热声制冷不需要使用制冷剂，具有结构简单、可靠性高、无运动部件等优点。
目前，热声制冷技术虽然还处于研究和发展阶段，但已经取得了一些重要的成果，未来有望在一些特定领域得到应用。
磁制冷技术也是绿色制冷领域的研究热点之一。
磁制冷利用磁热效应，通过改变磁性材料的磁场来实现制冷。
这种技术具有高效、环保、低噪音等优点。
近年来，随着磁性材料和磁路设计的不断改进，磁制冷技术的性能逐渐提高，有望在未来取代传统制冷技术。
驻波型热声制冷机的数值研究
驻波型热声制冷机的数值研究嘿，朋友！今天咱来聊聊一个挺有意思的玩意儿——驻波型热声制冷机的数值研究。
这东西啊，听名字可能有点高深莫测，但咱今儿就把它说得明明白白、简简单单，让你也能懂个大概。
你想啊，在咱们的生活里，制冷这事儿可太常见了。
夏天的空调、冰箱，那都是靠制冷来给咱们带来清凉和方便的。
而驻波型热声制冷机呢，就是制冷领域里的一个“新选手”，它有着自己独特的魅力。
那啥是驻波型热声制冷机呢？简单来说啊，它就是利用热声效应来实现制冷的一种装置。
热声效应这东西啊，就像是一场奇妙的“热与声的舞蹈”。
当气体在一个特定的空间里，受到周期性的压力变化时，它就会产生热量的传递和温度的变化。
这就好比一群小伙伴在一个有限的场地里，按照一定的节奏跳动，就会产生一些特别的效果一样。
在驻波型热声制冷机里，驻波起着关键的作用。
驻波就像是一个稳定的“波浪模式”，它在系统里形成了特定的压力和温度分布。
想象一下，就像湖面上那些固定位置起伏的水波，驻波在热声制冷机里也有着类似的稳定状态。
进行数值研究呢，就像是给这个热声制冷机做一个“全面体检”。
通过数学模型和计算机模拟，咱们可以深入了解它内部的各种情况。
比如说，气体的流动状态啦，热量的传递过程啦，还有各个部件之间的相互作用啦，都能看得清清楚楚。
数值研究可以帮助我们优化热声制冷机的设计。
就好比给一个运动员制定最适合他的训练计划一样，通过数值研究，我们能找到让热声制冷机发挥最佳性能的参数和结构。
比如说，调整一下热声板的尺寸或者形状，看看制冷效果会不会更好；改变一下气体的种类和压力，能不能提高制冷效率等等。
而且啊，数值研究还能帮我们节省很多时间和成本。
以前啊，要研究热声制冷机，可能得一次次地制造实物，然后进行各种实验。
这不仅费时费力，还费钱。
现在有了数值研究，咱们可以在计算机上先进行大量的模拟实验，找到比较理想的方案后，再去制作实物，这样就能大大提高研发的效率啦。
当然啦，驻波型热声制冷机的数值研究也不是一帆风顺的。
热声制冷机
热声制冷机
鄂青;沈秋婉;陈秋霞
【期刊名称】《真空与低温》
【年(卷),期】2009(015)002
【摘要】热声制冷是微型低温技术潜在的最佳方法.一台声驱动热声制冷机主要包含-个接在中空管道端部的声波发生器和一个在管道内预选位置处放置的热声器件.声波发生器产生的声波在热声效应作用下可在热声器件两端形成温度梯度.介绍了一种基于高效斯特林循环的热声制冷机的基本原理及主要组成.在此基础之上,可通过对各组成部件结构参数的计算、确认,设计出一台热声制冷机.
【总页数】4页(P117-120)
【作者】鄂青;沈秋婉;陈秋霞
【作者单位】武汉工程大学,理学院,湖北,武汉,430073;武汉工程大学,理学院,湖北,武汉,430073;武汉工程大学,理学院,湖北,武汉,430073
【正文语种】中文
【中图分类】TB651
【相关文献】
1.热声驱动的气-液双作用行波热声制冷机 [J], 张爽;陈燕燕;罗二仓
2.直线压缩机驱动热声型低温热声制冷机研究 [J], 李海冰;罗二仓;胡剑英;朱建;戴巍;王晓涛
3.高效室温行波热声制冷机的研究(第二部分:电声压缩机驱动的行波热声制冷机的实验研究) [J], 黄云;罗二仓;吴张华;戴巍;李晓明
4.修改变温热源热声发动机驱动制冷机性能 [J], 喻绍飞; 罗二仓; 张丽敏; 吴张华; 胡剑英
5.驻波热声制冷机分层回热器的特性研究 [J], 古小玲; 肖星; 张晓青
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科技成果——超级热声热泵技术
科技成果——超级热声热泵技术
技术开发单位
中科院理化技术研究所
项目简介
热泵技术是广泛应用的一种新型节能装置，相比传统电加热方式，采用热泵技术供热可实现节能50%以上。
然而，传统热泵技术在低温（低于-10℃）或高温（高于70℃）的使用环境中会出现效率显著下降、系统工作不可靠或不能工作等问题，使得应用受到一定的限制。
热声热泵是制冷技术发展历史上的新技术，具有高效、紧凑和高可靠等诸多优点，可在超低温或超高温使用要求环境下稳定高效运行，这一点是常规热泵技术无法实现的；在工业节能、汽车制造等领域有广阔应用前景。
技术特点
双作用行波热泵：相位自动调节并处于最佳区域，可以回收声功，结构紧凑，动率密度大，模块化结构，适合大功率。
（1）采用惰性气体作制冷剂，工质环保；
（2）-50℃到100℃工作范围，适合于超低温、大温差热泵需求；
（3）变负荷工况调节简单，易实现高效运行；
（4）系统制热系数高，相比直接电加热节能50%。
市场情况
在工业领域，许多工艺过程需要100-200℃工艺用热。
另一方面，工业过程存在大量30-60℃之间的余热，非常难于利用。
通过高温热
声热泵技术的利用，可以较为容易地实现对这些余热的利用。
在北方寒冷地区的冬季供热，超低温空气源热泵有巨大的市场需求，超低温热声热泵在此领域将有巨大应用潜力。
投资与效益
样机开发进入工程设计和产品开发阶段。
关键技术指标：余热温度30-50℃，供热温度120-150℃，供热功率30-50kW。
合作方式合作开发。
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地源热泵系统的分类
1、埋管式土壤源热泵系统 也称地下耦合热泵系统（Ground-couple heat pumps GCHPs）或土壤热 交换器地源热泵（Ground heat exchanger heat pumps），包括一个土壤 耦合地热交换器，它或是水平地安装在地沟中，或是以Ｕ形管状垂直安装在竖井 之中。通过中间介质（通常为水或者是加入防冻剂的水）作为热载体，使中间介 质在土壤耦合的热交换器的封闭环路中循环流动，从而实现与大地土壤进行热交 换的目的。 1）水平埋管地源热泵系统（Horizontal ground-coupled heat pump） 比较简单的方式是,当室内负荷比较小,土壤换热器长度比较短,可以把与单 回路管子随开挖土方施工直接埋入地下. 当室内负荷比较大,土壤换 热器长度比较长,就需要考 虑换热器的布置问题,常有 的布置方式有以下两种.
相对应 温度700~1000K （谐振管）
冷却器
温度300K
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 后。分析表明，平板之间的距离宜大于几倍热渗透长度值，
供水和回水集管 2、 地下水热泵系统（Groundwater heat pumps, GWHPs） 也就是通常所说的深井回灌式水源热泵系统。通过建造抽水井群将地下 水抽出，通过二次换热或直接送至水源热泵机组，经提取热量或释放热量后， 由回灌井群灌回地下。 无论是深井水，还是地下热水都是热泵的良好的低位热源。地下水位于 较深的地方，由于地层的隔热作用，其温度随季节气温的波动很小，特别是深 井水的水温常年基本不变，对热泵的运行十分有利。深井水的水温一般约比当 地气温高1~2℃。 通常系统包括带潜水泵的取水井和回灌井。板式热交换器采取小温差换 热的方式运行。
地源热泵的应用方式
地源热泵的应用方式从应用的建筑物对象可分为家用和商用两大类， 1. 家用系统 用户使用自己的热泵、地源和水路或风管输送系统进行冷热供应，多用于小 型住宅，别墅等户式空调。 2.商用系统
从输送冷热量方式可分为集中系统、 分散系统和混合系统。 1）集中系统 热泵布置在机房内，冷热量集中通过风 道或水路分配系统送到各房间。 2）分散系统 用中央水泵，采用水环路方式将水送到 各用户作为冷热源，用户单独使用自己的 热泵机组调节空气。一般用于办公楼、学 校、商用建筑等，此系统可将用户使用的 冷热量完全反应在用电上，便于计量，适 用于目前的独立热计量要求。
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
MT II 机组 控制器 MT II 压缩机 控制器 #1
#2
电子膨胀阀
VFD启动柜
电子膨胀阀
视液镜察看阀体 位置
总计6冷剂冷却电机和 电子部件
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， δ
1 k-在 f
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，使热声总功率增大，因为与细管 相比增加了许多并行的气流通道，使得温度与压力产生 更大的滞后。
热声制冷机
3）螺旋埋管地源热泵系统（slinky ground-coupled heat pump） （a）长轴水平布置的螺旋埋管地源热泵系统
（b）长轴竖直布置的螺旋埋管地源热泵系统（盘旋布置埋管地源热泵系统）
（c）螺旋埋管地源热泵系统有一种特殊布置形式叫：沟渠集水器式螺旋埋 管地源热泵系统，也有学者把它归到多层水平埋管地源热泵系统。
需要的低温 输入声波（声功W）-扬声器或热声发动机 室温
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。
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。 从而导致右端温度降低。
3、地表水热泵系统（Surface-water heat pumps, SWHPs）：由潜在水面以下 的、多重并联的塑料管组成的地下水热交换器取代了土壤热交换器，它们被连接 到建筑物中，并且在北方地区需要进行防冻处理。利用包括江水、河水、湖水、 水库水以及海水作为热泵冷热源。
4、此外，还有一种“直接 膨胀式”（DirectExpansion），它不象上 述系统那样采用中间介质水 来传递热量，而是直接将热 泵的蒸发器（Refrigerant in Tubes）直接埋入地下进 行换热，即制冷剂直接进入 地下回路进行换热，由于取 消了板式或者套管式式换热 器，换热效率有所提高，但 是由于制冷剂使用量比较大， 整体经济性和安全性不高。
板叠中的一块
热声制冷机性能分析
综合性能系数
冷端换热器有效负荷 外界对系统的输入电功 热声制冷机的COP仅是商用 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。 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）串联式水平埋管
（b）并联式水平埋管
2）垂直埋管地源热泵系统（Vertical borehole ground-coupled heat pump） （a）比较简单的方式是,当室内负荷比较小,土壤换热器长度比较短,换热器井数 比较少可以直接接入机房 （b）当室内负荷比较大,土壤换热器长度比较长,就需要考虑换热器井群的布置 问题,一般是若干口井汇集到集水器中，然后统一由干管接入机房。
回 水 位 置
水位以上有钢套
单井换热热井（Standing column well heat pumps, SCW）也就是单管型垂直埋管地源热泵，在 水位以下 国外常称为"热井"。这种方式下，在地下水位以上用 无钢套 钢套作为护套，直径和孔径一致；地下水位以下为自 然孔洞，不加任何固井设施。热泵机组出水直接在孔 抽水位置 洞上部进入，其中一部分在地下水位以下进入周边岩 土换热，其余部分在边壁处与岩土换热。换热后的流 体在孔洞底部通过埋至底部的回水管被抽取作为热泵 机组供水。这一方式主要应用于岩石地层，典型孔径 为150mm，孔深450m。
磁力轴承
Y轴定 位传 定位盘 感器
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
线圈
推力轴承
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。
3）混合系统
将地源和冷却塔或加热锅炉联合使用作为冷热源的系统，混合系统 与分散系统非常类似，只是冷热源系统增加了冷却塔或锅炉。 南方地区，冷负荷大，热负荷低，夏季适合联合使用地源和冷却 塔，冬季只使用地源。北方地区，热负荷大，冷负荷低，冬季适合联合 使用地源和锅炉，夏季只使用地源。这样可减少地源的容量和尺寸，节 省投资。 分散系统或混合系统实质上是一种水环路热泵空调系统形式。 4）水环路热泵空调系统 水环路热泵(Water-Loop Heat Pump，简称WLHP)空调系统， 它由许多台水源热泵空调机(WSHP)组成。这些机组由一个闭式的循环 水管路连在一起，该水管路既作空调工况下的冷源，又作供暖工况下热 泵热源。水环路的冷热源可以是地源，或锅炉、冷却塔联合方式。夏季 运行：全部或大多数机组为供冷，热量水环路排至室外的冷源，如地源 或冷却塔。 春季/秋季运行：对有内区与周边区的建筑物，会出现内区需要供 冷而周边区需要供热，内区的热量就可被周边区所利用，即内区空调的 排热与周边区热泵供热所需热量接近平衡时，室外的冷热源可以停运。 这种制冷供热同时进行，能量在建筑物内部转移，运行费用最少，节能 效果明显。 冬季运行：全部或大多数机组为供热，供热源（地源或加热源）把 热量补充到水环路。
上式
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
磁悬浮离心机
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。