基于可控?zé)峁艿?k熱耦合回?zé)崾降蜏刂评錂C及其制冷方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于可控?zé)峁艿?K熱耦合回?zé)崾降蜏刂评錂C及其制冷方法，低溫制冷機包括壓縮機、多級回?zé)崾降蜏刂评錂C以及連接各級制冷機的熱橋，并采用可控?zé)峁芴娲鷤鹘y(tǒng)材料銅作為熱橋?？煽?zé)峁芤揽抗べ|(zhì)流體的氣液相變傳熱，熱阻很小，單位質(zhì)量下可控?zé)峁艿膶?dǎo)熱系數(shù)比銅大幾個數(shù)量級；可控?zé)峁軆?nèi)填充有惰性氣體，其冷凝段的熱阻隨著熱流密度的增大而減小，因此熱管的工作溫度僅有較小變化；可控?zé)峁芟啾扔阢~具有重量輕、體積小等優(yōu)點，特別適用于空間軍事等領(lǐng)域。
【專利說明】
基于可控?zé)峁艿?K熱耦合回?zé)崾降蜏刂评錂C及其制冷方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及制冷機，尤其涉及一種基于可控?zé)峁艿?Κ熱耦合回?zé)崾降蜏刂评錂C及其制冷方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的不斷發(fā)展，回?zé)崾降蜏刂评錂C由于具有可靠性高、壽命長、效率高、控制簡單等優(yōu)點，在航空航天、國防軍工、低溫超導(dǎo)、醫(yī)療、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域均得到越來越廣泛的應(yīng)用。
[0003]多級回?zé)崾降蜏刂评錂C根據(jù)耦合方式可分為熱耦合與氣耦合。其中熱耦合的結(jié)構(gòu)是高溫級回?zé)崞魍ㄟ^熱橋?qū)Φ蜏丶壔責(zé)崞鬟M行預(yù)冷。相比于氣耦合，熱耦合一般采用多壓縮機分別驅(qū)動，各級之間不存在工質(zhì)質(zhì)量流的分配問題，便于實驗和理論分析;不同溫區(qū)的回?zé)崞髯罴压ぷ黝l率、充氣壓力各不相同，氣耦合型無法分別優(yōu)化，而熱耦合型的低溫級和預(yù)冷級之間在低溫下無質(zhì)量流的耦合，各級回?zé)崞鞯倪\行工況可以獨立優(yōu)化，易于取得較優(yōu)的性能。因此，多級回?zé)崾降蜏刂评錂C一般采用熱耦合。
[0004]傳統(tǒng)的多級回?zé)崾降蜏刂评錂C一般采用銅作為熱橋。銅作為熱橋時存在許多問題:為了增強傳熱能力，傳統(tǒng)熱橋一般采用實心銅管，而銅密度較高，質(zhì)量較大，不利于減輕制冷機負(fù)重;銅的熱阻較高，傳熱溫差較大，并且隨著熱橋中熱流密度(預(yù)冷量)增加，傳熱溫差增大，回?zé)崞鞯牟豢赡婊責(zé)釗p失增加，不利于提高制冷效率和降低無負(fù)荷制冷溫度，尤其對于20Κ溫區(qū)，傳熱溫差的增大將導(dǎo)致回?zé)崞鞯牟豢赡鎿Q熱損失急劇增大。因此，如何優(yōu)化熱橋設(shè)計對于優(yōu)化多級回?zé)崾降蜏刂评錂C具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對【背景技術(shù)】中所涉及到的缺陷，提供一種制冷效率好、可靠性高的基于可控?zé)峁艿?Κ熱耦合回?zé)崾降蜏刂评錂C及其制冷方法。
[0006]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:
基于可控?zé)峁艿?Κ熱耦合回?zé)崾降蜏刂评錂C，包括第一壓縮機、第二壓縮機、一級氣庫、一級慣性管、一級脈管、一級回?zé)崞?、二級回?zé)崞?、三級回?zé)崞?、三級氣庫、三級慣性管、一級導(dǎo)流管、一級熱橋、二級氣庫、二級慣性管、二級脈管、三級脈管、二級導(dǎo)流管、二級熱橋和三級導(dǎo)流管；
其中，第一壓縮機、一級回?zé)崞鳌⒁患墝?dǎo)流管、一級脈管、一級慣性管、一級氣庫順序相連接;第二壓縮機出口分別與二級回?zé)崞?、三級回?zé)崞魅肟谙噙B接;二級回?zé)崞?、二級?dǎo)流管、二級脈管、二級慣性管、二級氣庫順序相連接;三級回?zé)崞?、三級?dǎo)流管、三級脈管、三級慣性管、三級氣庫順序相連接；一級熱橋分別包裹住一級回?zé)崞鞯某隹?、二級回?zé)崞鞯闹胁俊⑷壔責(zé)崞鞯纳习氩?，進行熱耦合連接;二級熱橋分別包裹住二級回?zé)崞鞯某隹凇⑷壔責(zé)崞鞯南掳氩?，進行熱耦合連接；
所述第一熱橋、第二熱橋均采用可控?zé)峁茏鳛閷?dǎo)熱材料。
[0007]上述可控?zé)峁芡ㄟ^填充不同的工質(zhì)流體來實現(xiàn)不同溫區(qū)下的導(dǎo)熱，通過填充氮氣實現(xiàn)80K溫區(qū)下的導(dǎo)熱，通過填充氫氣實現(xiàn)20K溫區(qū)下的導(dǎo)熱。
[0008]該可控?zé)峁艿墓ぷ髟頌?可控?zé)峁艿睦淠芜B接有貯氣室，其中充有惰性氣體。熱管不工作時惰性氣體與工質(zhì)蒸氣均勻混合。熱管工作時，蒸發(fā)段的工質(zhì)蒸氣攜帶惰性氣體流向冷凝段。工質(zhì)蒸氣在冷凝段凝結(jié)成液體后通過管芯返回蒸發(fā)段。惰性氣體在冷端不斷積聚。一段時間后，全部惰性氣體就積聚在貯氣室和冷凝段，形成一個氣塞。當(dāng)熱管工作溫度增高時，內(nèi)部蒸氣壓力升高，壓縮氣塞，使冷凝段有效散熱面積增加，減少冷凝段的熱阻，增加冷卻量，使熱管工作溫度的上升得到抑制。相反，當(dāng)熱管工作溫度降低時則氣塞膨脹，增加冷凝段熱阻，使熱管工作溫度不再降低。這樣熱管的工作溫度就可以保持在一定的范圍之內(nèi)。
[0009]本發(fā)明同時公開了該基于可控?zé)峁艿?K熱耦合回?zé)崾降蜏刂评錂C的制冷方法，包含以下步驟:
步驟1)，氣體工質(zhì)被第一壓縮機壓縮后首先進入一級回?zé)崞鬟M行預(yù)冷，然后通過一級導(dǎo)流管進入一級脈管，一級脈管通過一級氣庫與一級慣性管使氣體工質(zhì)的質(zhì)量流和壓力波之間產(chǎn)生相位差以增強換熱，氣體工質(zhì)在一級脈管的熱端被壓縮放熱，然后在冷端膨脹降溫，產(chǎn)生制冷效應(yīng)，并通過一級熱橋?qū)Χ壔責(zé)崞髦胁?、三級回?zé)崞魃习氩窟M行預(yù)冷；
步驟2)，第二壓縮機內(nèi)的一部分氣體工質(zhì)通過被預(yù)冷后的二級回?zé)崞?，質(zhì)量焓流降低，然后氣體工質(zhì)通過二級導(dǎo)流管進入二級脈管，二級脈管通過二級氣庫與二級慣性管使氣體工質(zhì)的質(zhì)量流和壓力波之間產(chǎn)生相位差以增強換熱，氣體工質(zhì)在二級脈管的熱端被壓縮放熱，然后在冷端膨脹降溫，產(chǎn)生制冷效應(yīng)，并通過二級熱橋?qū)θ壔責(zé)崞鞯南掳氩窟M行預(yù)冷;
步驟3)，第二壓縮機內(nèi)的另一部分氣體工質(zhì)通過被預(yù)冷的三級回?zé)崞骱?，質(zhì)量焓流顯著降低，從而顯著提高三級脈管冷端的凈制冷量，降低無負(fù)荷制冷溫度。
[0010]本發(fā)明還公開了另一種基于可控?zé)峁艿?K熱耦合低頻回?zé)崾降蜏刂评錂C:
包括第一壓縮機、一級氣庫、一級慣性管、一級脈管、一級回?zé)崞?、二級回?zé)崞鳌⒁患墝?dǎo)流管、一級熱橋、二級氣庫、二級慣性管、二級脈管和二級導(dǎo)流管；
其中，第一壓縮機分別與一級回?zé)崞骱投壔責(zé)崞鞯娜肟谙噙B接;一級回?zé)崞?、一級?dǎo)流管、一級脈管、一級慣性管、一級氣庫順序相連接;二級回?zé)崞?、二級?dǎo)流管、二級脈管、二級慣性管、二級氣庫順序相連接;一級熱橋分別包裹住一級回?zé)崞鞯某隹?、二級回?zé)崞鞯闹胁浚M行熱耦合連接；
所述第一熱橋(12)采用可控?zé)峁茏鳛閷?dǎo)熱材料。
[0011]本發(fā)明同時公開了上述基于可控?zé)峁艿?K熱耦合低頻回?zé)崾降蜏刂评錂C的制冷方法，包含以下步驟:
步驟1)，第一壓縮機內(nèi)的一部分氣體工質(zhì)首先進入一級回?zé)崞鬟M行預(yù)冷，然后通過一級導(dǎo)流管進入一級脈管，一級脈管通過一級氣庫與一級慣性管使氣體工質(zhì)的質(zhì)量流和壓力波之間產(chǎn)生相位差以增強換熱，氣體工質(zhì)在一級脈管的熱端被壓縮放熱，然后在冷端膨脹降溫，產(chǎn)生制冷效應(yīng)，并通過一級熱橋?qū)Χ壔責(zé)崞髦胁窟M行預(yù)冷；
步驟2)，第一壓縮機內(nèi)的另一部分氣體工質(zhì)通過被預(yù)冷的二級回?zé)崞?，質(zhì)量焓流顯著降低，從而顯著提高二級脈管冷端的凈制冷量，降低無負(fù)荷制冷溫度。
[0012]本發(fā)明創(chuàng)新性地采用可控?zé)峁芴娲鷤鹘y(tǒng)材料銅作為熱橋。相比于銅熱橋來說，可控?zé)峁芫哂幸韵聝?yōu)點:
1.熱管內(nèi)部主要靠工質(zhì)流體的氣液相變傳熱，熱阻很小，因此具有很高的導(dǎo)熱能力，單位質(zhì)量下可控?zé)峁芸梢员茹~多傳遞數(shù)幾個數(shù)量級的熱量；
2.熱管內(nèi)腔的蒸汽處于飽和狀態(tài)，飽和蒸汽從蒸發(fā)段流向冷凝段所產(chǎn)生的壓降很小，溫降亦很小，因此熱管具有優(yōu)良的等溫性；
3.可控?zé)峁軆?nèi)填充有惰性氣體，并且在冷凝段連接一個貯氣室，隨著熱管內(nèi)熱流密度的變化，惰性氣體在貯氣室內(nèi)膨脹或者壓縮，改變冷凝段的有效散熱面積，從而改變冷凝段的熱阻，保持熱管的工作溫度只有很小的變化。
【附圖說明】
[0013]圖1為基于可控?zé)峁艿?K熱耦合回?zé)崾降蜏刂评錂C示意圖；
圖2為基于可控?zé)峁艿?K熱耦合低頻回?zé)崾降蜏刂评錂C示意圖；
圖3為可控?zé)峁茉韴D；
圖4為氦-4工質(zhì)不同冷端壓比下回?zé)崞鳠岫藴囟葘責(zé)崞骰責(zé)釗p失的影響；
圖5為單位質(zhì)量下銅與熱管導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)值對比。
[0014]圖中，1-第一壓縮機，2-第二壓縮機，3-—級氣庫，4-一級慣性管，5-—級脈管，6_一級回?zé)崞鳎?-二級回?zé)崞鳎?-三級回?zé)崞鳎?-三級氣庫，10-三級慣性管，11-一級導(dǎo)流管，12-—級熱橋，13-二級氣庫，14-二級慣性管，15-二級脈管，16-三級脈管，17-二級導(dǎo)流管，18-二級熱橋，19-三級導(dǎo)流管。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細(xì)說明:
如圖1所示，基于可控?zé)峁艿?K熱耦合回?zé)崾降蜏刂评錂C，包括第一壓縮機1、第二壓縮機2、一級氣庫3、一級慣性管4、一級脈管5、一級回?zé)崞?、二級回?zé)崞?、三級回?zé)崞?、三級氣庫9、三級慣性管10、一級導(dǎo)流管11、一級熱橋12、二級氣庫13、二級慣性管14、二級脈管15、三級脈管16、二級導(dǎo)流管17、二級熱橋18和三級導(dǎo)流管19;
其中，第一壓縮機1、一級回?zé)崞?、一級導(dǎo)流管11、一級脈管5、一級慣性管4、一級氣庫3順序相連接;第二壓縮機2出口分別與二級回?zé)崞?、三級回?zé)崞?入口相連接;二級回?zé)崞?br>7、二級導(dǎo)流管17、二級脈管15、二級慣性管14、二級氣庫13順序相連接;三級回?zé)崞?、三級導(dǎo)流管19、三級脈管16、三級慣性管10、三級氣庫9順序相連接;一級熱橋12分別包裹住一級回?zé)崞?的出口、二級回?zé)崞?的中部、三級回?zé)崞?的上半部，進行熱耦合連接;二級熱橋18分別包裹住二級回?zé)崞?的出口、三級回?zé)崞?的下半部，進行熱耦合連接。
[0016]上述基于可控?zé)峁艿?K熱耦合回?zé)崾降蜏刂评錂C，采用可控?zé)峁茏鳛橐患墴針?br>12、二級熱橋18的導(dǎo)熱材料，并通過填充不同的工質(zhì)流體來實現(xiàn)不同溫區(qū)下的導(dǎo)熱，通過填充氮氣實現(xiàn)80K溫區(qū)下的導(dǎo)熱，通過填充氫氣實現(xiàn)20K溫區(qū)下的導(dǎo)熱。
[0017]上述基于可控?zé)峁艿?K熱耦合回?zé)崾降蜏刂评錂C的制冷方法，包含以下步驟:
步驟1)，氣體工質(zhì)被第一壓縮機I壓縮后首先進入一級回?zé)崞?進行預(yù)冷，然后通過一級導(dǎo)流管11進入一級脈管5，一級脈管5通過一級氣庫3與一級慣性管4使氣體工質(zhì)的質(zhì)量流和壓力波之間產(chǎn)生相位差以增強換熱，氣體工質(zhì)在一級脈管5的熱端被壓縮放熱，然后在冷端膨脹降溫，產(chǎn)生制冷效應(yīng)，并通過一級熱橋12對二級回?zé)崞?中部、三級回?zé)崞?上半部進行預(yù)冷；
步驟2)，第二壓縮機2內(nèi)的一部分氣體工質(zhì)通過被預(yù)冷后的二級回?zé)崞?，質(zhì)量焓流降低，然后氣體工質(zhì)通過二級導(dǎo)流管17進入二級脈管15，二級脈管15通過二級氣庫13與二級慣性管14使氣體工質(zhì)的質(zhì)量流和壓力波之間產(chǎn)生相位差以增強換熱，氣體工質(zhì)在二級脈管15的熱端被壓縮放熱，然后在冷端膨脹降溫，產(chǎn)生制冷效應(yīng)，并通過二級熱橋18對三級回?zé)崞?的下半部進行預(yù)冷；
步驟3)，第二壓縮機2內(nèi)的另一部分氣體工質(zhì)通過被預(yù)冷的三級回?zé)崞?后，質(zhì)量焓流顯著降低，從而顯著提高三級脈管16冷端的凈制冷量，降低無負(fù)荷制冷溫度。
[0018]如圖2所示，本發(fā)明還公開了另一種基于可控?zé)峁艿?K熱耦合低頻回?zé)崾降蜏刂评錂C，包括第一壓縮機1、一級氣庫3、一級慣性管4、一級脈管5、一級回?zé)崞?、二級回?zé)崞?、一級導(dǎo)流管11、一級熱橋12、二級氣庫13、二級慣性管14、二級脈管15和二級導(dǎo)流管17;
其中，第一壓縮機I分別與一級回?zé)崞?和二級回?zé)崞?的入口相連接;一級回?zé)崞?、一級導(dǎo)流管11、一級脈管5、一級慣性管4、一級氣庫3順序相連接;二級回?zé)崞?、二級導(dǎo)流管17、二級脈管15、二級慣性管14、二級氣庫13順序相連接;一級熱橋12分別包裹住一級回?zé)崞?的出口、二級回?zé)崞?的中部，進行熱耦合連接。
[0019]上述基于可控?zé)峁艿?K熱耦合低頻回?zé)崾降蜏刂评錂C，采用可控?zé)峁茏鳛榈谝粺針?2的導(dǎo)熱材料。
[0020]上述基于可控?zé)峁艿?K熱耦合低頻回?zé)崾降蜏刂评錂C制冷方法，包含以下步驟: 步驟1)，第一壓縮機I內(nèi)的一部分氣體工質(zhì)首先進入一級回?zé)崞?進行預(yù)冷，然后通過一級導(dǎo)流管11進入一級脈管5，一級脈管5通過一級氣庫3與一級慣性管4使氣體工質(zhì)的質(zhì)量流和壓力波之間產(chǎn)生相位差以增強換熱，氣體工質(zhì)在一級脈管5的熱端被壓縮放熱，然后在冷端膨脹降溫，產(chǎn)生制冷效應(yīng)，并通過一級熱橋12對二級回?zé)崞髦胁窟M行預(yù)冷；
步驟2)，第一壓縮機I內(nèi)的另一部分氣體工質(zhì)通過被預(yù)冷的二級回?zé)崞?，質(zhì)量焓流顯著降低，從而顯著提高二級脈管15冷端的凈制冷量，降低無負(fù)荷制冷溫度。
[0021 ]如圖3所示，可控?zé)峁艿墓ぷ髟頌?可控?zé)峁艿睦淠芜B接有貯氣室，其中充有惰性氣體。熱管不工作時惰性氣體與工質(zhì)蒸氣均勻混合。熱管工作時，蒸發(fā)段的工質(zhì)蒸氣攜帶惰性氣體流向冷凝段。工質(zhì)蒸氣在冷凝段凝結(jié)成液體后通過管芯返回蒸發(fā)段。惰性氣體在冷端不斷積聚。一段時間后，全部惰性氣體就積聚在貯氣室和冷凝段，形成一個氣塞。當(dāng)熱管工作溫度增高時，內(nèi)部蒸氣壓力升高，壓縮氣塞，使冷凝段有效散熱面積增加，減少冷凝段的熱阻，增加冷卻量，使熱管工作溫度的上升得到抑制。相反，當(dāng)熱管工作溫度降低時則氣塞膨脹，增加冷凝段熱阻，使熱管工作溫度不再降低。這樣熱管的工作溫度就可以保持在一定的范圍之內(nèi)。
[0022]如圖4所示，隨著熱端溫度的升高，回?zé)崞鞯牟豢赡婊責(zé)釗p失增大，尤其當(dāng)冷端壓比為1.2，熱端溫度大于20K時，回?zé)崞鞯牟豢赡婊責(zé)釗p失急劇增加。因此，采用銅作為熱橋時，傳熱溫差較大，導(dǎo)致回?zé)崞鞯牟豢赡婊責(zé)釗p失很大，而可控?zé)峁?，傳熱溫差很小，可以有效減少回?zé)崞鞯牟豢赡婊責(zé)釗p失。
[0023]如圖5所示，隨著溫度的升高，銅的導(dǎo)熱系數(shù)雖然有所增加，但相比熱管來說仍然很小，從數(shù)值上可以看出，相同溫度下，熱管的導(dǎo)熱系數(shù)是銅的數(shù)千倍。因此采用可控?zé)峁茏鳛闊針蚩梢杂行г鰪妭鳠崮芰?，減小冷熱端的傳熱溫差，降低回?zé)崞鞯牟豢赡婊責(zé)釗p失。
[0024]本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0025]以上所述的【具體實施方式】，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實施方式】而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.基于可控?zé)峁艿?K熱耦合回?zé)崾降蜏刂评錂C，其特征在于:包括第一壓縮機(1)、第二壓縮機(2)、一級氣庫(3)、一級慣性管(4)、一級脈管(5)、一級回?zé)崞?6)、二級回?zé)崞?7)、三級回?zé)崞?8)、三級氣庫(9)、三級慣性管(10)、一級導(dǎo)流管(11)、一級熱橋(12)、二級氣庫(13)、二級慣性管(14)、二級脈管(15)、三級脈管(16)、二級導(dǎo)流管(17)、二級熱橋(18)和三級導(dǎo)流管(19); 其中，第一壓縮機(1)、一級回?zé)崞?6)、一級導(dǎo)流管(11)、一級脈管(5)、一級慣性管(4)、一級氣庫(3)順序相連接;第二壓縮機(2)出口分別與二級回?zé)崞?7)、三級回?zé)崞?8)入口相連接;二級回?zé)崞?7)、二級導(dǎo)流管(17)、二級脈管(15)、二級慣性管(14)、二級氣庫(13)順序相連接;三級回?zé)崞?8)、三級導(dǎo)流管(19)、三級脈管(16)、三級慣性管(10)、三級氣庫(9)順序相連接;一級熱橋(12)分別包裹住一級回?zé)崞?6)的出口、二級回?zé)崞?7)的中部、三級回?zé)崞?8)的上半部，進行熱耦合連接;二級熱橋(18)分別包裹住二級回?zé)崞?7)的出口、三級回?zé)崞?8)的下半部，進行熱耦合連接； 所述一級熱橋(12)、二級熱橋(18)均采用可控?zé)峁茏鳛閷?dǎo)熱材料。2.基于權(quán)利要求1所述的基于可控?zé)峁艿?Κ熱耦合回?zé)崾降蜏刂评錂C的制冷方法，其特征在于，包含以下步驟: 步驟I)，氣體工質(zhì)被第一壓縮機(I)壓縮后首先進入一級回?zé)崞?6)進行預(yù)冷，然后通過一級導(dǎo)流管(11)進入一級脈管(5)，一級脈管(5)通過一級氣庫(3)與一級慣性管(4)使氣體工質(zhì)的質(zhì)量流和壓力波之間產(chǎn)生相位差以增強換熱，氣體工質(zhì)在一級脈管(5)的熱端被壓縮放熱，然后在冷端膨脹降溫，產(chǎn)生制冷效應(yīng)，并通過一級熱橋(12)對二級回?zé)崞?7)中部、三級回?zé)崞?8)上半部進行預(yù)冷； 步驟2)，第二壓縮機(2)內(nèi)的一部分氣體工質(zhì)通過被預(yù)冷后的二級回?zé)崞?7)，質(zhì)量焓流降低，然后氣體工質(zhì)通過二級導(dǎo)流管(17)進入二級脈管(15)，二級脈管(15)通過二級氣庫(13)與二級慣性管(14)使氣體工質(zhì)的質(zhì)量流和壓力波之間產(chǎn)生相位差以增強換熱，氣體工質(zhì)在二級脈管(15)的熱端被壓縮放熱，然后在冷端膨脹降溫，產(chǎn)生制冷效應(yīng)，并通過二級熱橋(18)對三級回?zé)崞?8)的下半部進行預(yù)冷； 步驟3)，第二壓縮機(2)內(nèi)的另一部分氣體工質(zhì)通過被預(yù)冷的三級回?zé)崞?8)后，質(zhì)量焓流顯著降低，從而顯著提高三級脈管(16)冷端的凈制冷量，降低無負(fù)荷制冷溫度。3.基于可控?zé)峁艿?Κ熱耦合低頻回?zé)崾降蜏刂评錂C，其特征在于: 包括第一壓縮機(I)、一級氣庫(3)、一級慣性管(4)、一級脈管(5)、一級回?zé)崞?6)、二級回?zé)崞?7)、一級導(dǎo)流管(11)、一級熱橋(12)、二級氣庫(13)、二級慣性管(14)、二級脈管(15)和二級導(dǎo)流管(17); 其中，第一壓縮機(I)分別與一級回?zé)崞?6)和二級回?zé)崞?7)的入口相連接;一級回?zé)崞?6)、一級導(dǎo)流管(11)、一級脈管(5)、一級慣性管(4)、一級氣庫(3)順序相連接;二級回?zé)崞?7)、二級導(dǎo)流管(17)、二級脈管(15)、二級慣性管(14)、二級氣庫(13)順序相連接;一級熱橋(12)分別包裹住一級回?zé)崞?6)的出口、二級回?zé)崞?7)的中部，進行熱耦合連接； 所述一級熱橋(12)采用可控?zé)峁茏鳛閷?dǎo)熱材料。4.基于權(quán)利要求3所述的基于可控?zé)峁艿?Κ熱耦合低頻回?zé)崾降蜏刂评錂C的制冷方法，其特征在于，包含以下步驟: 步驟I)，第一壓縮機(I)內(nèi)的一部分氣體工質(zhì)首先進入一級回?zé)崞?6)進行預(yù)冷，然后通過一級導(dǎo)流管(11)進入一級脈管(5)，一級脈管(5)通過一級氣庫(3)與一級慣性管(4)使氣體工質(zhì)的質(zhì)量流和壓力波之間產(chǎn)生相位差以增強換熱，氣體工質(zhì)在一級脈管(5)的熱端被壓縮放熱，然后在冷端膨脹降溫，產(chǎn)生制冷效應(yīng)，并通過一級熱橋(12)對二級回?zé)崞髦胁窟M行預(yù)冷； 步驟2)，第一壓縮機(I)內(nèi)的另一部分氣體工質(zhì)通過被預(yù)冷的二級回?zé)崞?7)，質(zhì)量焓流顯著降低，從而顯著提高二級脈管(15)冷端的凈制冷量，降低無負(fù)荷制冷溫度。
【文檔編號】F25B40/06GK106091463SQ201610654637
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月10日 公開號201610654637.1, CN 106091463 A, CN 106091463A, CN 201610654637, CN-A-106091463, CN106091463 A, CN106091463A, CN201610654637, CN201610654637.1
【發(fā)明人】李卓裴, 張方駒, 侯聰, 蔣彥龍
【申請人】南京航空航天大學(xué)