2.5.3 应用前景
热声制冷具有环保、结构简单、无可动部件、运行可靠等优点,应用前景十分乐观。近几年,热声理论与实验同步进行,取得了很大进展。国外正在开发微型热声制冷装置,利用压电驱动器来驱动与微制造结合的热声元件和谐振腔新型制冷技术,应用于微电子芯片和微电子电路系统的散热冷却。目前样机使用一个大气压的空气工质,压电喇叭作为声驱动器,制冷温差达到11℃。而这仅仅只是一个实验样机,还有许多改进空间(如用其他惰性气体,提高工质的均压及改进谐振腔形状等)(石华林,2010)。
2.6 太阳能制冷
2.6.1 主要类型
主要有吸收式、吸附式、冷管式、除湿式、喷射式和光伏等制冷类型(K.F. Fong,2010;段芮,2009)。
(1) 吸收式制冷利用储存液态冷剂的相变潜热来储存能量。它是利用液态制冷剂在低压低温下气化而制冷(A. Lecuona,2009;GuYaxiu,2008;万忠民,2006)。
(2) 吸附式制冷是将太阳能集热与吸收式制冷相结合的一种蒸发制冷技术(ZhaoHuizhong,2009;郑宏飞,2008)。
(3) 冷管制冷是一种间歇式制冷,其主要结构由太阳能冷管、集热箱、制冷箱、蓄冷器、冷却水回路等组成,是一种特殊的吸附式制冷系统(段芮,2009)。
(4) 除湿式制冷技术是将环境空气或室内回风送入除湿器,利用除湿剂来吸附空气中的水蒸气以降低空气湿度,然后再进行一定的冷却和绝热加湿达到制冷的目的(P.Bourdoukan,2009;张小松,2008;K.Gommed,2007)。
(5) 喷射式制冷循环由两个子循环组成:太阳能集热器子循环(由集热器、发生器组成)和喷射制冷子循环(由发生器、喷射器、冷凝器、蒸发器和循环泵组成)(JianlinYu,2008)中国论文下载中心。
(6) 光伏制冷系统是将太阳能将转化为直流电,直流电经控制器到压缩机,驱动压缩机工作(徐世林,2008)。
2.6.2 研究现状
吸收式制冷和喷射制冷都已进入了应用阶段,吸附式制冷和溶液除湿冷却制冷还处在研究阶段,利用光伏制冷系统制成的直流冰箱在国外已小批量生产(韩崇巍,2010)。
2.7 其他新型制冷
当前,辐射制冷、噪声制冷、铁电致冷、余热制冷等技术也发展很快(张志强,2008)。
1)辐射制冷:地面通过辐射换热,将自身热量以电磁波形式排放到外宇宙绝对零度空间,达到自身冷却的目的。辐射制冷技术作为一种不耗能的制冷方法,已在太阳能的热技术利用中引起了广泛注意。实现辐射制冷的方法主要有两种:①透明盖板和选择性辐射体的组合;②具有选择透过特性的盖板与黑体辐射体的组合(Ghassem Heidarinejad.2010;Moien FarmahiniFarahani,2010;杨利香,2008)。
2)噪声制冷:利用微弱的声掀动来制冷的新技术,当前第一台样机在美国已经试制成功(涟钢科技与管理,2010)。
3)铁电致冷:利用逆热释电效应-电生热效应(Electrocaloric,简称EC)新型制冷技术,即在绝热条件下对铁电材料施加外电场,其温度发生变化的现象。若绝热施加电场使铁电体极化,铁电体温度升高,称为绝热极化加热;反之若绝热施加反向电场使铁电体去极化,铁电体温度降低,称为绝热去极化致冷。其产生致冷的原因是反向电场诱使极化后材料的熵值发生改变,由有序低能量状态进入无序混乱的高能量状态,需要从外界吸收能量使熵值增大,从而获得致冷效应(J.H.Qiu,2009;张清涛,2006)。
4)余热制冷:核心是化学压缩,直接利用一次能源(热能)驱动,几乎不需运动部件。当前,利用余热驱动制冰机制冰用作小型冷库已经应用于渔轮,在氯碱生产中的应用也得到深入研究(钟吉湘,2010)。
3. 小结与展望
当前,世界许多机构不断加大制冷技术研究投入,以期实现节能、环保、温控精确、技术稳定的目的。尽管传统制冷技术得到了成熟而完善的发展,但无法摆脱热交换器的束缚,相比于新型制冷技术有明显不足,将被逐渐取代。
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