理化所室温热声制冷研究获重大进展

理化技术所

近日，由中科院理化所新型制冷研究组承担的中科院重要方向性项目“新一代高效环保制冷技术研究-高效室温行波热声制冷的工作机理研究”取得重大进展。他们采用了全新的热声制冷流程-具有声功回收型的行波热声制冷模式，在所研制样机的初步实验中，取得了比以往任何驻波热声制冷还好的实验结果，即在0℃已经有110W的制冷量，在空调制冷工况(7.3℃)则达到了140W以上的制冷量，相应的COP按输入的声功计算达到了2.2及2.8以上。这标志着理化所在热声制冷研究方面又有新的突破。

热声制冷是一种利用声能产生制冷效应的新型制冷技术，其最大的优点是采用氮气、氦气等惰性气体作为制冷介质，是一种完全环保的新型制冷技术，因而受到国际制冷界的高度重视。目前，美国、欧洲、日本以及中国等国家都在大力研究之中。然而，长期以来，国际热声研究等普遍采用依赖于具有本征热力学不可逆的驻波循环工作模式，其热效率一直难于与经过上百年发展的氟利昂蒸汽压缩节流制冷技术相比。目前，国际上采用驻波工作模式的热声制冷在0℃和空调制冷工况下的COP最好结果分别接近1.5和2，而传统的蒸汽压缩式节流制冷技术则在3以上。

由于行波型热声制冷具有与理想卡诺循环相同的热力学效率，具有极大的发展潜力。经过进一步的改进，理化所研制的制冷样机的COP可达到4~5左右(空调制冷工况)，完全可以达到甚至超过现在最好的蒸汽压缩式制冷技术，这对推动我国的氟利昂制冷技术替代工作将起到重大作用。