隨著制冷技術(shù)研究的不斷深入,新的制冷理論及實踐方面也有許多進(jìn)展,如熱聲制冷技術(shù)的研究和運(yùn)用。
熱聲制冷是21世紀(jì)以來發(fā)展的一種新的制冷技術(shù),與傳統(tǒng)的蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)相比,熱聲熱機(jī)具有無可比擬的優(yōu)勢:無需使用污染環(huán)境的制冷劑,而是使用惰性氣體或其混合物作為工質(zhì),因此不會導(dǎo)致使用的CFCS或HFCS臭氧層的破壞和溫室效應(yīng)而危害環(huán)境;其基本機(jī)構(gòu)是非常簡單和可靠,無需貴重材料,成本上具有很大的優(yōu)勢;它們無需振蕩的活塞和油密封或潤滑,無運(yùn)動部件的特點使得其壽命大大延長。熱聲制冷技術(shù)幾乎克服了傳統(tǒng)制冷系統(tǒng)的缺點,可成為下一代制冷新技術(shù)的發(fā)展方向。
所有的熱聲產(chǎn)品的工作原理都基于所謂的熱聲效應(yīng),熱聲效應(yīng)機(jī)理可以簡單的描述為在聲波稠密時加入熱量,在聲波稀疏時排出熱量,則聲波得到加強(qiáng);反之聲波稠密時排出熱量,在聲波稀疏時吸入熱量,則聲波得到削弱。當(dāng)然,實際的熱聲理論遠(yuǎn)比這復(fù)雜的多。
當(dāng)然,熱聲制冷的設(shè)計水平及制造工藝也在不斷的提高。目前,美國在熱聲領(lǐng)域內(nèi)的投入最大,研究機(jī)構(gòu)最多,取得了許多突破性的進(jìn)展。 如上世紀(jì)90年代早期,美國海軍研究生院(NPS)的Garrett教授開發(fā)的熱聲制冷機(jī);2000年左右,開發(fā)了太陽能驅(qū)動的熱聲制冷機(jī);還有在美國LOS Alamos國家實驗室(LANL),SWIFT教授領(lǐng)導(dǎo)著世界著名的熱聲研究組,他們主要研發(fā)的熱聲驅(qū)動的脈管制冷(低溫制冷);另外還有開式熱聲制冷和空調(diào)、高頻微型熱聲機(jī)制冷以及還在研發(fā)中的種種技術(shù)。
熱聲技術(shù)的應(yīng)用是相當(dāng)豐富的,熱聲能量轉(zhuǎn)換技術(shù)將會給包括制冷工業(yè)在內(nèi)的整個能源工業(yè)帶來很大的影響,它的簡單、環(huán)保、節(jié)能高效的特性符合當(dāng)今時代的需要,當(dāng)然就目前的現(xiàn)狀而言,由于設(shè)計水平遠(yuǎn)沒有達(dá)到最優(yōu)化的程度,材料的選擇及制造技術(shù)都還在完善之中,而普通的制冷系統(tǒng)經(jīng)過上百年的發(fā)展和改進(jìn),熱聲制冷的單件成本會高于普通傳統(tǒng)制冷裝置,但隨著材料的選擇和制造工業(yè)藝的日趨成熟,可以肯定熱聲制冷機(jī)會具有極大的成本優(yōu)勢。 |