本發(fā)明屬于制冷，尤其涉及一種非對稱式絲網(wǎng)環(huán)路行波熱聲制冷系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、目前行波熱聲制冷系統(tǒng)多是采用四級結(jié)構(gòu)，主要是其結(jié)構(gòu)工整，且制冷效果佳，文獻(xiàn)號為wo2010107308a1公開了一種四級行波熱聲制冷系統(tǒng)，但其四個熱聲核元件是通過諧振管連接成了路結(jié)構(gòu)，每個熱聲核元件都包括加熱器、室溫端換熱器和回?zé)崞?。該四級行波熱聲制冷系統(tǒng)采用的諧振管直徑比傳統(tǒng)熱聲發(fā)動機的尺寸大大減小，有效避免了由于諧振管體積過大導(dǎo)致的功率密度降低等問題，但該環(huán)路系統(tǒng)中未加入熱緩沖管等部件，容易導(dǎo)致冷熱氣體混合流失，熱量在諧振管中大量損耗。此外，熱聲發(fā)動機產(chǎn)生的熱功是遠(yuǎn)大于熱聲制冷機對聲功的消耗的，通過引入諧振管的方式來調(diào)節(jié)熱聲發(fā)動機輸出口與熱聲制冷機輸入口的相位，增加了聲功的損失，通過消耗聲功來達(dá)成二者的匹配會導(dǎo)致整機的效率提升受到限制。文獻(xiàn)號為cn108180673b《一種環(huán)路熱驅(qū)動熱聲制冷系統(tǒng)》公布了一種環(huán)路熱驅(qū)動制冷系統(tǒng)，其采用一個熱聲發(fā)動機驅(qū)動兩個熱聲制冷機的方式增大對熱聲發(fā)動機產(chǎn)生聲功的消耗，進(jìn)而提高整機的效率，且該系統(tǒng)中整機的制冷量和加熱量之比cop為0.68，但仍不是很理想。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單，且整機效率高，同時能耗低的非對稱式絲網(wǎng)環(huán)路行波熱聲制冷系統(tǒng)。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種非對稱式絲網(wǎng)環(huán)路行波熱聲制冷系統(tǒng)，包括四個熱聲核元件和四根熱緩沖管，四個所述熱聲核元件和四根所述熱緩沖管交替連接成環(huán)狀回路，所述環(huán)狀回路內(nèi)填充有工質(zhì)氣體，其中一個所述熱聲核元件作為熱聲發(fā)動機，其用以吸收熱能并轉(zhuǎn)化為聲波能，余下的三個所述熱聲核元件作為熱聲制冷機，其用以吸收聲波能以制冷，所述熱聲核元件中具有回?zé)崞鳎宜龌責(zé)崞鲀?nèi)的填料體為由多層細(xì)絲網(wǎng)層疊而成的絲網(wǎng)填料，且四個所述熱聲核元件在典型聲場分布中分別處于四個純行波位點處。

3、上述技術(shù)方案的有益效果在于：通過采用一個熱聲發(fā)動機驅(qū)動三個熱聲制冷機，且熱聲發(fā)動機和熱聲制冷機的填料體均采用細(xì)絲網(wǎng)層疊而成，同時將四個所述熱聲核元件在典型聲場分布中分別處于四個純行波位點處，這樣使得其制冷效率高。

4、上述技術(shù)方案中所述填料體符合以下條件中的至少一項：

5、a：所述填料體的體積孔隙率為0.2-0.9；

6、b：所述細(xì)絲網(wǎng)的絲徑為0.05-0.6mm；

7、c:所述填料體的密實度為沿軸向長度每厘米具有3-200層細(xì)絲網(wǎng)；

8、d：所述填料體的直徑50-500mm；

9、e：所述細(xì)絲網(wǎng)的目數(shù)為30-300目。

10、上述技術(shù)方案的有益效果在于：通過采用細(xì)絲網(wǎng)層疊而成填料層，這樣使得整個填料體在徑向上具有較好的導(dǎo)熱性能，而填料體的相鄰兩層細(xì)絲網(wǎng)之間雖然也能接觸，但相互之間接觸效果不佳，這樣使得填料體在軸向上的導(dǎo)熱性能相對略差，從而有利于回?zé)崞鞯膬啥吮３州^大的溫度差，這樣有利于提高整個熱聲核元件的熱聲轉(zhuǎn)換效率，并提高整個熱聲制冷系統(tǒng)的運行效率。

11、上述技術(shù)方案中所述熱聲核元件還包括兩個換熱器，所述回?zé)崞鲓A設(shè)在兩個所述換熱器之間，兩個所述換熱器分別為熱端換熱器和冷端換熱器。

12、上述技術(shù)方案的有益效果在于：如此使得兩個換熱器在回?zé)崞鞯膬啥诵纬蓽囟炔?，從而使得回?zé)崞鲗崮苻D(zhuǎn)化為聲波能以在環(huán)狀回路中進(jìn)行能量的傳遞。

13、上述技術(shù)方案中所述換熱器包括餅狀的換熱體，所述換熱體內(nèi)設(shè)置有蛇形的換熱通道，且所述換熱體上密布有貫穿所述換熱體的兩端且與所述換熱通道錯開分布的透氣孔，所述透氣孔為扁平狀孔，且所述換熱體上的透氣孔相互平行。

14、上述技術(shù)方案的有益效果在于：其結(jié)構(gòu)簡單，且熱交換效率低，尤其是透氣孔還能使得工質(zhì)氣體順暢流動。

15、上述技術(shù)方案中所述熱聲核元件還包括兩個喇叭形的對接口，兩個所述對接口的粗端相互靠近，并分別對接在兩個所述換熱器相互遠(yuǎn)離的一端。

16、上述技術(shù)方案的有益效果在于：如此可通過對接口來滿足熱緩沖管與熱聲核元件的對接，尤其是在熱緩沖管的管徑小于熱聲核元件的截面積時由對接口進(jìn)行過渡對接。

17、上述技術(shù)方案中所述工質(zhì)氣體符合以下條件的中至少一項：

18、a：所述工質(zhì)氣體為氮氣、氬氣、氫氣、氦氣、二氧化碳、空氣中的至少一種；

19、b：所述環(huán)狀回路內(nèi)工質(zhì)氣體的壓強為1-50mpa。

20、上述技術(shù)方案的有益效果在于：其環(huán)保性好，且可根據(jù)設(shè)備最佳運行狀態(tài)的需要來設(shè)定工質(zhì)氣體的壓強。

21、上述技術(shù)方案中所述熱聲發(fā)動機的熱源溫度為300-1000k。

22、上述技術(shù)方案的有益效果在于：該熱聲發(fā)動機可充分的利用各類低品位的熱量進(jìn)行制冷，其環(huán)保性好。

23、上述技術(shù)方案中所述環(huán)狀回路的總長度為4-9m。

24、上述技術(shù)方案的有益效果在于：這樣使得整個四個熱聲核元件的運行效率處于最佳的狀態(tài)。

25、上述技術(shù)方案中所述熱緩沖管包括不銹鋼管和套設(shè)在所述不銹鋼管外的保溫套。

26、上述技術(shù)方案的有益效果在于：如此可避免熱端換熱器附近往復(fù)運動的工質(zhì)氣體通過熱緩沖管與室溫環(huán)境進(jìn)行熱交換而造成熱量損失。

27、上述技術(shù)方案中所述回?zé)崞鬟€包括殼管，所述填料體填充在所述殼管內(nèi)。

28、上述技術(shù)方案的有益效果在于：如此使得殼管作為填料體的裝填載體，且殼管可采用不銹鋼管。

技術(shù)特征：

1.一種非對稱式絲網(wǎng)環(huán)路行波熱聲制冷系統(tǒng)，其特征在于，包括四個熱聲核元件(1)和四根熱緩沖管(2)，四個所述熱聲核元件(1)和四根所述熱緩沖管(2)交替連接成環(huán)狀回路，所述環(huán)狀回路內(nèi)填充有工質(zhì)氣體，其中一個所述熱聲核元件(1)作為熱聲發(fā)動機(1a)，其用以吸收熱能并轉(zhuǎn)化為聲波能，余下的三個所述熱聲核元件(1)作為熱聲制冷機(1b)，其用以吸收聲波能以制冷，所述熱聲核元件(1)中具有回?zé)崞?11)，且所述回?zé)崞?11)內(nèi)的填料體(111)為由多層細(xì)絲網(wǎng)層疊而成的絲網(wǎng)填料，且四個所述熱聲核元件(1)在典型聲場分布中分別處于四個純行波位點處。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非對稱式絲網(wǎng)環(huán)路行波熱聲制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述填料體(111)符合以下條件中的至少一項：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非對稱式絲網(wǎng)環(huán)路行波熱聲制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述熱聲核元件(1)還包括兩個換熱器(12)，所述回?zé)崞?11)夾設(shè)在兩個所述換熱器(12)之間，兩個所述換熱器(12)分別為熱端換熱器(12a)和冷端換熱器(12b)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的非對稱式絲網(wǎng)環(huán)路行波熱聲制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱器(12)包括餅狀的換熱體(121)，所述換熱體(121)內(nèi)設(shè)置有蛇形的換熱通道(122)，且所述換熱體(121)上密布有貫穿所述換熱體(121)的兩端且與所述換熱通道(122)錯開分布的透氣孔(123)，所述透氣孔(123)為扁平狀孔，且所述換熱體(121)上的透氣孔(123)相互平行。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的非對稱式絲網(wǎng)環(huán)路行波熱聲制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述熱聲核元件(1)還包括兩個喇叭形的對接口(13)，兩個所述對接口(13)的粗端相互靠近，并分別對接在兩個所述換熱器(12)相互遠(yuǎn)離的一端。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非對稱式絲網(wǎng)環(huán)路行波熱聲制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述工質(zhì)氣體符合以下條件的中至少一項：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非對稱式絲網(wǎng)環(huán)路行波熱聲制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述熱聲發(fā)動機(1a)的熱源溫度為300-1000k。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非對稱式絲網(wǎng)環(huán)路行波熱聲制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)狀回路的總長度為4-9m。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非對稱式絲網(wǎng)環(huán)路行波熱聲制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述熱緩沖管(2)包括不銹鋼管(21)和套設(shè)在所述不銹鋼管(21)外的保溫套(22)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非對稱式絲網(wǎng)環(huán)路行波熱聲制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述回?zé)崞?11)還包括殼管(112)，所述填料體(111)填充在所述殼管(112)內(nèi)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種非對稱式絲網(wǎng)環(huán)路行波熱聲制冷系統(tǒng)，包括四個熱聲核元件和四根熱緩沖管，四個熱聲核元件和四根熱緩沖管交替連接成環(huán)狀回路，環(huán)狀回路內(nèi)填充有工質(zhì)氣體，一個熱聲核元件作為熱聲發(fā)動機，其吸收熱能并轉(zhuǎn)化為聲波能，余下的三個熱聲核元件作為熱聲制冷機，其吸收聲波能以制冷，熱聲核元件中具有回?zé)崞鳎責(zé)崞鲀?nèi)的填料體為由多層高目數(shù)的細(xì)絲網(wǎng)層疊而成的絲網(wǎng)填料，四個熱聲核元件在典型聲場分布中分別處于四個純行波位點處，通過采用一個熱聲發(fā)動機驅(qū)動三個熱聲制冷機，且熱聲發(fā)動機和熱聲制冷機的填料體均采用細(xì)絲網(wǎng)層疊而成，同時將四個熱聲核元件在典型聲場分布中分別置于四個純行波位點處，這樣使得整機制冷效率高。

技術(shù)研發(fā)人員：潘吉慶,李穎雙,武雄暉,黃妃慧,程國園,江濤,潘潔羽,王子宇
受保護的技術(shù)使用者：蚌埠奧福聲冷科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2