[发明专利]制冷系统

说明书

本发明涉及一种制冷系统，该制冷系统具有密封腔、弹热件、驱动装置、预冷组件及热传导件，其中，弹热件设置在密封腔内，弹热件能够在受到外力的作用下释放热量，弹热件还能够在卸载外力后吸收热量；驱动组件能够给弹热件施加外力，并且驱动组件还能够卸载外力；预冷组件能够将弹热件释放的热量传导到外界；热传导件用于与待冷却对象连接，以使弹热件能够吸收待冷却对象的热量。上述制冷系统的热效率较高且适用范围较广。

技术领域

本发明涉及极低温制冷技术领域，尤其涉及一种制冷系统。

背景技术

极低温制冷技术可以提供极端物理环境，以研究或利用物质的某些特性，同时，还可以使仪器设备获得更高的灵敏度和效率。随着科学技术的发展，宇宙探测、前沿物理、量子计算等对极低温制冷技术的需求日益增长。极低温制冷技术通常是指提供1K以下温度的制冷技术，目前可以实现1K以下制冷温度的制冷技术主要有：吸附制冷、³He-⁴He稀释制冷以及绝热去磁制冷。

吸附制冷是利用工质的饱和温度与饱和蒸气压的对应关系，吸附剂对吸附质在不同温度下的吸附率不同，通过周期性地加热和冷却吸附剂，使得吸附质交替吸附和解析来实现制冷。该类制冷机具有体积小、寿命长、可靠性高等优点，但其热效率较差。

³He-⁴He稀释制冷利用了其混合液的特性。当温度降低到某一极低温时，³He-⁴He混合液出现相分离，分别是浓相(含较多³He)和稀相(含较少³He)。³He浓相的焓值低于稀相的焓值，当³He原子通过相分界面从浓相溶解到稀相中时，需要从外界吸收热量，即产生制冷效应。稀释制冷机运行稳定、无振动和电磁干扰，但其运行时需依靠重力，限制了其在空间的应用，且需要使用昂贵的³He。

绝热去磁制冷利用磁制冷工质的磁热效应实现制冷。磁热效应是指磁性材料在变化磁场下磁矩有序度发生变化而导致的吸热和放热现象。当磁性材料被磁化时，磁矩有序度增加，磁熵减小，磁工质向外界放热；退磁时，磁性材料的磁矩有序度减少，磁熵增加，磁工质从外界吸热，即产生制冷效应。绝热去磁制冷机稳定性好，结构简单，热效率高，运行不依赖重力；但是由于存在磁体，磁场会产生较大的电磁干扰，限制其在特定场合的需要。

综上所述，目前的极低温制冷技术不足以满足未来技术发展全方位的需求，亟需研究具有结构简单、热效率高，运行时不依赖重力，干扰较小的制冷系统，以利于满足深空探测、量子计算等发展的需要。

发明内容

基于此，有必要提供一种热效率较高且适用范围较广的制冷系统。

一种制冷系统，具有密封腔、弹热件、驱动装置、预冷组件及热传导件，其中：

所述弹热件设置在所述密封腔内，所述弹热件能够在受到外力的作用下释放热量，所述弹热件还能够在卸载所述外力后吸收热量；

所述驱动组件能够给所述弹热件施加所述外力，并且所述驱动组件还能够卸载所述外力；

所述预冷组件能够通过气体导热吸收弹热件释放的热量；

所述热传导件用于与待冷却对象连接，以使所述弹热件能够吸收所述待冷却对象的热量。

在其中一个实施例中，所述驱动组件包括第一连接件、第二连接件、弹性支撑件及驱动器，所述第二连接件与所述第一连接件间隔设置，且所述第二连接件与所述第一连接件之间的距离可调节，所述弹性支撑件与所述第一连接件、所述第二连接件均固接，并共同围设成所述密封腔，所述驱动器能够驱动所述第一连接件及所述第二连接件中的至少一个移动，以调节所述第一连接件和所述第二连接件之间的距离；