热驱动热声制冷机/热泵系统

本发明涉及热声，尤其涉及一种热驱动热声制冷机/热泵系统。

背景技术：

1、热声技术是基于热声效应，即热能与声能这种形式的机械能之间的能量相互转换现象，热声正效应能够将热能转换为声功，而热声逆效应则可以通过声功驱动来产生制冷或泵热。热驱动热声制冷机/热泵系统正是基于热声正效应和热声逆效应，热声发动机单元将热能转化为声功，并直接用于驱动热声制冷机/热泵单元，从而实现热能-声能-制冷/泵热的能量转换过程。热驱动热声制冷机/热泵系统具有结构紧凑、功率密度和潜在效率高、工质绿色环保等优势，尤其在电力缺乏但热能丰富的场合具有良好的应用前景。

2、热声热声制冷机/热泵系统可分为双驻波型，行驻波混合型以及双行波型。与双驻波型和行驻波混合型相比，双行波环路型制冷机/热泵在理论和实验上均初步显示具有更高的热制冷效率和功率密度。但是，对于双行波环路型制冷机/热泵系统，当加热温度升高时，热声发动机单元所产生声功较多，而热声制冷机/热泵单元的耗功量较少，系统能量不匹配，会使得整机系统热驱动制冷/制热系数严重下降。

技术实现思路

1、本发明提供一种热驱动热声制冷机/热泵系统，用以解决现有技术中热声发动机所产生的声功与热声制冷机/热泵所消耗声功不匹配的缺陷。

2、本发明提供一种热驱动热声制冷机/热泵系统，包括：多个热声单元，每个所述热声单元包括热声发动机和热声制冷机/热泵，所述热声发动机内设置有旁通管；多个连接管，多个所述热声单元依次通过所述连接管连接成环形管路，其中，每个所述连接管的一端与所述旁通管连接，所述连接管的另一端与所述热声制冷机/热泵连接。

3、根据本发明提供的一种热驱动热声制冷机/热泵系统，所述旁通管的布置方式可以与回热器同轴，也可以不同轴并联布置于回热器侧面。

4、根据本发明提供的一种热驱动热声制冷机/热泵系统，所述热声发动机还包括：第一换热器、第一回热器、第二换热器和第一缓冲管，所述第一换热器、所述第一回热器和所述第二换热器依次排布并套设在所述旁通管的外部，所述第二换热器与所述热声制冷机/热泵通过所述第一缓冲管连接。

5、根据本发明提供的一种热驱动热声制冷机/热泵系统，所述热声发动机还包括：第一换热器、第一回热器、第二换热器和第一缓冲管，所述第一换热器、所述第一回热器、所述第二换热器和所述第一缓冲管依次排布并同轴设置，所述旁通管的两端分别与所述连接管和所述第一缓冲管连通，所述第二换热器与所述热声制冷机/热泵通过所述第一缓冲管连接。

6、根据本发明提供的一种热驱动热声制冷机/热泵系统，还包括直流抑制器，所述直流抑制器设置于所述旁通管内。

7、根据本发明提供的一种热驱动热声制冷机/热泵系统，所述直流抑制器为弹性膜或喷射泵。

8、根据本发明提供的一种热驱动热声制冷机/热泵系统，所述热声发动机还包括：冷源，用于降低所述第一换热器的温度；热源，用于提高所述第二换热器的温度。

9、根据本发明提供的一种热驱动热声制冷机/热泵系统，所述热声制冷机/热泵包括：第三换热器、第二回热器、第四换热器和第二缓冲管，所述第三换热器、所述第二回热器和所述第四换热器依次排布，其中，所述第三换热器与所述第一缓冲管连接，所述第二缓冲管与所述第四换热器连接。

10、根据本发明提供的一种热驱动热声制冷机/热泵系统，还包括多个气液耦合谐振器，每个所述气液耦合谐振器设置于相邻的两个所述热声单元之间，每个所述气液耦合谐振器的两端分别与所述连接管连通，所述气液耦合谐振器用于调节所述热驱动热声制冷机/热泵系统的共振频率，所述气液耦合谐振器包括u型管体，所述u型管体的两端分别与所述连接管连接，所述u型管体内填充有液体，所述液体用于调节共振频率及声学相位。

11、根据本发明提供的一种热驱动热声制冷机/热泵系统，还包括液体分隔元件，所述液体分隔元件设置于所述u型管体内液体上方，每个所述u型管体的两侧液体上方均设置有所述液体分隔元件，以将液体阻挡在所述u型管体内。

12、根据本发明提供的一种热驱动热声制冷机/热泵系统，所述液体分隔元件为弹性膜或浮子。

13、本发明提供的热驱动热声制冷机/热泵，通过在每个热声发动机内设置旁通管，可将热声发动机产生的部分声功分流，从而通过分流方式分流热声发动机内部分声功，进一步减少进入热声制冷机/热泵内的声功的量，以实现更高加热温度条件下热声发动机产生的声功与热声制冷机/热泵需要消耗声功之间的高效能匹配；同时，在热声发动机内设置旁通管，分流更为简单，无运动部件，可操作性更强。

技术特征：

1.一种热驱动热声制冷机/热泵系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的热驱动热声制冷机/热泵系统，其特征在于，所述热声发动机还包括：第一换热器、第一回热器、第二换热器和第一缓冲管，所述第一换热器、所述第一回热器和所述第二换热器依次排布并套设在所述旁通管的外部，所述第二换热器与所述热声制冷机/热泵通过所述第一缓冲管连接。

3.根据权利要求1所述的热驱动热声制冷机/热泵系统，其特征在于，所述热声发动机还包括：第一换热器、第一回热器、第二换热器和第一缓冲管，所述第一换热器、所述第一回热器、所述第二换热器和所述第一缓冲管依次排布并同轴设置，所述旁通管的两端分别与所述连接管和所述第一缓冲管连通，所述第二换热器与所述热声制冷机/热泵通过所述第一缓冲管连接。

4.根据权利要求1所述的热驱动热声制冷机/热泵系统，其特征在于，还包括直流抑制器，所述直流抑制器设置于所述旁通管内。

5.根据权利要求4所述的热驱动热声制冷机/热泵系统，其特征在于，所述直流抑制器为弹性膜或喷射泵。

6.根据权利要求2或3所述的热驱动热声制冷机/热泵系统，其特征在于，所述热声发动机还包括：

7.根据权利要求6所述的热驱动热声制冷机/热泵系统，其特征在于，所述热声制冷机/热泵包括：第三换热器、第二回热器、第四换热器和第二缓冲管，所述第三换热器、所述第二回热器和所述第四换热器依次排布，其中，所述第三换热器与所述第一缓冲管连接，所述第二缓冲管与所述第四换热器连接。

8.根据权利要求1所述的热驱动热声制冷机/热泵系统，其特征在于，还包括多个气液耦合谐振器，每个所述气液耦合谐振器设置于相邻的两个所述热声单元之间，每个所述气液耦合谐振器的两端分别与所述连接管连通，所述气液耦合谐振器用于调节所述热驱动热声制冷机/热泵系统的共振频率，所述气液耦合谐振器包括u型管体，所述u型管体的两端分别与所述连接管连接，所述u型管体内填充有液体，所述液体用于调节共振频率及声学相位。

9.根据权利要求8所述的热驱动热声制冷机/热泵系统，其特征在于，还包括液体分隔元件，所述液体分隔元件设置于所述u型管体内液体上方，每个所述u型管体的两侧液体上方均设置有所述液体分隔元件，以将所述液体阻挡在所述u型管体内。

10.根据权利要求9所述的热驱动热声制冷机/热泵系统，其特征在于，所述液体分隔元件为弹性膜或浮子。

技术总结本发明涉及热声技术领域，提供一种热驱动热声制冷机/热泵系统，包括：多个热声单元，每个热声单元包括热声发动机和热声制冷机/热泵，热声发动机内设置有旁通管；多个连接管，多个热声单元依次通过连接管连接成环形管路，其中，每个连接管的一端与旁通管连接，连接管的另一端与热声制冷机/热泵连接。上述的热驱动热声制冷机/热泵，通过在每个热声发动机内设置旁通管，可将声功分流，通过分流方式分流热声发动机内部分声功，进一步减少进入热声制冷机/热泵内的声功的量，以实现更高加热温度条件下热声发动机产生的声功与热声制冷机/热泵需要消耗声功之间的高效能匹配。技术研发人员：罗二仓,迟佳欣,罗开琦,吴张华,张丽敏,胡剑英,杨睿受保护的技术使用者：中国科学院理化技术研究所技术研发日：技术公布日：2024/5/29