[实用新型]一种沙漠地区的自洁式太阳能热声制冷装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及沙漠地区的制冷领域，具体涉及一种沙漠地区的自洁式太阳能热声制冷装置。

背景技术

在我国国民经济发展过程中，能源与环境问题举足轻重。我国化石燃料资源非常有限，而且开发利用化石燃料会带来严重的环境污染问题，因此，新能源和可再生能源的开发与利用成为我国解决能源与环境问题之战略决策。可再生能源中太阳能的利用可以不考虑其能源经济性，而我国具有丰富的太阳能资源，年总辐射量在930～2330kWh/m²a之间，年日照时数>2000h，辐射总量高于1630kwh/m²a的地区占全国总面积的2/3以上，主要分布在西藏大部、新疆、青海、甘肃、黄土高原、内蒙、华北大部和苏北等地，这就从需求和可行性两方面为我国先进的太阳能利用系统研究与技术开发提供了基础和保证。

热声制冷技术采用稀有气体和一些对环境无害的气体作为工质，从而解决了常用制冷工质CFCs对环境污染的问题。利用太阳能来泵热的效率比把太阳能通过光伏转换成电能再带动电动热机的效率高的多，而且太阳能供给能力与制冷空调需求程度相当匹配。

(1)传统热声制冷研究现状

热声制冷的概念是在80年代由J.C.Wheatley提出的，而第一台采用扬声器驱动的热声制冷机是由Hofler博士H1在1985年完成的。1986年，T.Hofler实用新型了带板叠式回热器的热声发动机，1999年由G.Swift和R.Radebaugh合作将此热声发动机用于驱动小孔脉管制冷机，研制成世界上第一台无运动部件的制冷机。1997年，在美国Cryenco公司的资助下，他们又研制了世界上最大的用于天然气液化的热驱动热声制冷机。2007年美国普渡大学用DELTAE程序模拟双驻波热声制冷机配置以找到温差的最佳跨度，以使传热系数增大。

日本以及欧洲等许多国家也在从事热声热机的研究，其中，日本筑波大学的Tominaga教授在热声理论研究方面开展较早，在线性化的热声理论研究方面做了很多工作。

(2)太阳能驱动热声制冷机的研究现状

美国海军研究生院制造了以太阳能为热源的热声驱动热声制冷机嵋。宾夕法尼亚大学研制的太阳能驱动热声制冷机嫡采用直径10英尺的表面贴着铝化聚酯薄膜的碟式聚光器将太阳能聚焦在发动机部分的加热器上。

在国内，同济大学的袁鹏和寿为东于1995年前后研制了一套热声能量转换的验证装置，获得了近10℃的温降。

而以上学者制冷装置并未给出适于沙漠地区的，能自主清洁的热声制冷装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能自清洁的、能量利用率高的沙漠地区的自洁式太阳能热声制冷装置。

为了达成上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种沙漠地区的自洁式太阳能热声制冷装置，包括第二玻璃管，第二玻璃管顶部与谐振管连接，且第二玻璃管顶部内设有第二热声堆，谐振管顶部设有第一热声堆，第一热声堆设于顶部封闭的第一玻璃管内；在第二玻璃管外固定太阳能聚光装置使得第二热声堆下部位于太阳能聚光装置的焦点，使得第二热声堆下部为太阳能加热点，通过气体受热膨胀向上移动，第一热声堆和第二热声堆帮助振荡气体，压缩气体，实现热量往复循环移动，并在冷端即在第二玻璃管的顶部外设有换热水管以获得循环制冷水。

进一步地，所述第一热声堆和所述第二热声堆的上下表面均设有换热器，其中，换热器从第一玻璃管到第二玻璃管方向，依次为第一换热器、第二换热器、第三换热器和第四换热器，第一换热器和第四换热器的材质相同，第二换热器和第三换热器的材质相同，均选择导热性好的材料即可，如铝之类的；但第一换热器的材质却又与第二换热器的材质不同，冷端的换热器强化换冷，热端的华人强化换热。

进一步地，所述第二热声堆顶部设有集水环，集水环帮助水源的聚集，材质为亲水材质。

进一步地，所述谐振管与所述第一玻璃管和所述第二玻璃管均通过缩管连接。

进一步地，所述第二玻璃管的底部通过球铰固定于底座。

进一步地，所述第二玻璃管从所述第二热声堆至底座方向先细后粗，第二玻璃管的底部管径逐渐缩小以提高声波震动频率。

进一步地，所述第二玻璃管粗的部分内部为谐振腔，有助于增加声波的振动强度。