热声制冷系统

本发明涉及热声制冷，尤其涉及一种热声制冷系统。

背景技术：

1、热声技术基于热声效应，将热能与声能相互转换；其中热致声效应(正效应)能够将热能转换为声功，声制冷效应(逆效应)则利用声功产生制冷或制热效应。

2、在现有技术中，三单元直连型气液耦合谐振热驱动热声制冷/热泵系统包括三个相同的热声核心单元，通过液体振子依次首尾相连。通过对高温换热器输入热量，使系统发生自激振荡，在热声发动机内将热能转化为声功形式的机械能；声功进入热声制冷机/热泵单元内，将制冷器的热量搬运到水冷器内，完成制冷/制热过程。但是，该结构限制了系统的加热温度，热声发动机单元产生的声功过多，无法被热声制冷机/热泵单元有效利用，导致二者声功不匹配，使得系统的cop(能效比)并不能随着热端加热温度的升高而得到有效提高，当进一步提高加热温度时，系统cop可能出现无法提高甚至降低的情况。

技术实现思路

1、本发明提供一种热声制冷系统，用以解决系统能效难以提高的问题，实现系统能效的有效增加。

2、本发明提供一种热声制冷系统，包括：

3、多个热声单元，每一热声单元均包括热声发动机、热声制冷机以及处于热声发动机与热声制冷机之间的第一热缓冲管，多个热声单元依次连接，且每一热声单元的热声制冷机均对应下一热声单元的热声发动机设置；以及，

4、液体振子，设于两个热声单元之间，液体振子包括一个入口以及两个出口，入口连通至热声单元的热声制冷机，两个出口分别连通至下一热声单元的热声发动机以及第一热缓冲管室温侧(即热声制冷机水冷器入口)。

5、根据本发明提供的热声制冷系统，液体振子包括：

6、水平管段；以及，

7、三个连接管，沿水平向间隔设置，三个连接管的一端均连通至水平管段内，另一端分别形成入口以及两个出口；

8、其中，水平管段与三个连接管共同形成连通器结构，连通器结构内容设有液体。

9、根据本发明提供的热声制冷系统，热声发动机包括自热声发动机朝向热声制冷机方向依次设置的第一室温换热器、第一回热器以及高温换热器。

10、根据本发明提供的热声制冷系统，热声制冷机包括自热声发动机朝向热声制冷机方向依次设置的第二室温换热器、第二回热器以及冷端换热器。

11、根据本发明提供的热声制冷系统，热声制冷机背向热声发动机的一端还设置有第二热缓冲管。

12、根据本发明提供的热声制冷系统，热声单元中的工作气体为氮气或者氦气中的任意一种。

13、在本发明提供的热声制冷系统中，液体振子提供两个出口，分别连接至下一单元的热声发动机以及第一热缓冲管室温侧，一个出口进行放大声功，另一个出口旁通一部分声功，仅使得部分声功进入发动机放大，使得对于高加热温度的工况，便于热声制冷系统的声功流以及整机系统的相位实现较好的匹配，并且液体的阻隔使得环路中的直流完全消失，不需要额外设计弹性膜、喷射泵等隔绝直流的装置，因此实现系统cop的大幅度提升和较高的相对卡诺效率。

技术特征：

1.一种热声制冷系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的热声制冷系统，其特征在于，所述液体振子包括：

3.根据权利要求1所述的热声制冷系统，其特征在于，所述热声发动机包括自所述热声发动机朝向所述热声制冷机方向依次设置的第一室温换热器、第一回热器以及高温换热器。

4.根据权利要求3所述的热声制冷系统，其特征在于，所述热声制冷机包括自所述热声发动机朝向所述热声制冷机方向依次设置的第二室温换热器、第二回热器以及冷端换热器。

5.根据权利要求4所述的热声制冷系统，其特征在于，所述热声制冷机背向所述热声发动机的一端还设置有第二热缓冲管。

6.根据权利要求1所述的热声制冷系统，其特征在于，所述热声单元中的工作气体为氮气或者氦气中的任意一种。

技术总结本发明提供一种热声制冷系统，包括多个热声单元以及液体振子；每一热声单元均包括热声发动机、热声制冷机以及处于热声发动机与热声制冷机之间的第一热缓冲管，多个热声单元依次连接，且每一热声单元的热声制冷机均对应下一热声单元的热声发动机设置；液体振子设于两个热声单元之间，液体振子包括一个入口以及两个出口，入口连通至热声单元的热声制冷机出口，两个出口分别连通至下一热声单元的热声发动机入口以及第一热缓冲管室温侧。在本发明中，液体振子提供两个出口，一个出口进行放大声功，另一个出口旁通一部分声功，便于热声制冷系统的功流以及整机系统的相位实现较好的匹配，实现系统COP的大幅度提升和较高的相对卡诺效率。技术研发人员：罗二仓,肖磊,罗开琦,张丽敏,迟佳欣,吴张华,徐静远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：2024/6/20