XX,aclicktounlimitedpossibilities聲制冷技術(shù)匯報人：XX目錄01聲制冷技術(shù)概述02聲制冷原理03聲制冷技術(shù)優(yōu)勢04聲制冷技術(shù)挑戰(zhàn)05聲制冷技術(shù)案例06聲制冷技術(shù)前景01聲制冷技術(shù)概述技術(shù)定義利用熱聲效應(yīng)，通過聲波壓強變化產(chǎn)生溫差實現(xiàn)制冷，無需傳統(tǒng)制冷劑。聲制冷技術(shù)發(fā)展歷程技術(shù)起源20世紀(jì)80年代，美國LosAlamos實驗室提出聲制冷概念。突破進(jìn)展1990年，LosAlamos實驗室實現(xiàn)89K低溫制冷。應(yīng)用拓展21世紀(jì)后，家用冰箱、空調(diào)領(lǐng)域開始應(yīng)用聲制冷技術(shù)。應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用于計算機服務(wù)器、通信設(shè)備等高功率密度電子設(shè)備的冷卻，提升設(shè)備穩(wěn)定性。電子設(shè)備冷卻憑借無機械運動部件優(yōu)勢，為空間探測器提供可靠制冷，確保探測器正常運行?？臻g探測制冷用于核磁共振成像儀、手術(shù)室設(shè)備等醫(yī)療設(shè)備的制冷，保障醫(yī)療設(shè)備性能。醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用02聲制冷原理聲波產(chǎn)生原理聲波在氣體中傳播時，引發(fā)周期性壓縮與膨脹，形成壓力波動。聲波與壓力波動壓力波動導(dǎo)致氣體溫度變化，膨脹區(qū)降溫，壓縮區(qū)升溫，實現(xiàn)熱量轉(zhuǎn)移。熱聲效應(yīng)基礎(chǔ)制冷機制01熱聲效應(yīng)原理聲波在介質(zhì)中周期性壓縮膨脹，引發(fā)溫度波動，實現(xiàn)熱量轉(zhuǎn)移02氣體微團(tuán)循環(huán)氣體微團(tuán)經(jīng)歷壓縮、放熱、膨脹、吸熱，接力傳輸熱量至高溫端效率影響因素0201諧振腔內(nèi)聲壓幅值越高，制冷效果越好聲壓幅值板疊設(shè)計行駐波混合聲場特性影響熱聲效應(yīng)強度聲場特性板疊長度、位置及溫度分布影響能量轉(zhuǎn)換效率0303聲制冷技術(shù)優(yōu)勢環(huán)保特性采用惰性氣體或臨界CO?為工質(zhì)，無氟利昂等有害物質(zhì)排放無有害制冷劑01利用聲能轉(zhuǎn)換實現(xiàn)制冷，無機械運動部件，降低能耗且無碳排放低能耗與零排放02能效比分析熱聲制冷COP達(dá)1.12，超越傳統(tǒng)吸收式制冷，節(jié)能效果顯著。高效節(jié)能采用惰性氣體工質(zhì)，無污染，氮氣工質(zhì)成本低，COP可達(dá)0.49。環(huán)保經(jīng)濟(jì)無運動部件無運動部件設(shè)計，減少機械磨損，提升系統(tǒng)整體可靠性。結(jié)構(gòu)簡單可靠無運動部件，運行時噪音極低，適用于對噪音敏感的環(huán)境。低噪音運行04聲制冷技術(shù)挑戰(zhàn)技術(shù)難題提高頻率可縮小體積，但高頻下聲場不匹配、粘性損耗增大等問題突出。高頻微型化挑戰(zhàn)01傳統(tǒng)聲驅(qū)動器高頻振幅不足，磁致伸縮換能器成本高，制約微型化發(fā)展。驅(qū)動器性能局限02熱聲轉(zhuǎn)換過程存在損耗，導(dǎo)致制冷能力有限、效率較低，影響應(yīng)用推廣。熱聲轉(zhuǎn)換效率低03現(xiàn)有局限性熱聲轉(zhuǎn)換條件苛刻，效率低，需精準(zhǔn)匹配頻率與結(jié)構(gòu)以提升效率。效率提升難題01電子科技產(chǎn)品小型化趨勢下，熱聲制冷機微型化面臨技術(shù)瓶頸。微型化挑戰(zhàn)02解決方案探索優(yōu)化熱聲堆結(jié)構(gòu)與材料，實現(xiàn)系統(tǒng)諧振，提升熱聲轉(zhuǎn)換效率。提升熱聲效率改進(jìn)制造工藝，研發(fā)微型聲驅(qū)動器與熱聲堆，推動制冷機小型化。實現(xiàn)微型化05聲制冷技術(shù)案例實驗室研究簡介：實驗室通過雙聲源法優(yōu)化熱聲制冷機，實現(xiàn)制冷效率提升。中南大學(xué)研究中科院理化所研究實驗室研究商業(yè)化產(chǎn)品中科院團(tuán)隊研發(fā)的聲波冰箱，冷凍達(dá)-22℃，冷藏4℃，已實現(xiàn)商業(yè)化。家用冰箱應(yīng)用北理工團(tuán)隊研制的車載熱聲空調(diào)，利用廢氣余熱實現(xiàn)3.4kW制冷量。車載空調(diào)突破未來應(yīng)用前景聲制冷技術(shù)可為紅外傳感、雷達(dá)等低溫電子器件提供可靠制冷，滿足其低振動、高可靠性需求。低溫電子器件冷卻聲制冷技術(shù)可利用工業(yè)廢熱、太陽能等低品位熱源，實現(xiàn)余熱回收制冷，提升能源利用效率。余熱回收利用在室溫制冷方面，聲制冷技術(shù)可應(yīng)用于家庭冰箱、空調(diào)等，環(huán)保且結(jié)構(gòu)簡單，市場潛力大。室溫制冷領(lǐng)域06聲制冷技術(shù)前景行業(yè)發(fā)展趨勢熱聲制冷效率提升，COP值突破1.5，媲美雙效吸收式系統(tǒng)技術(shù)突破加速從低溫電子冷卻到室溫制冷，覆蓋80K-300K溫區(qū)應(yīng)用場景拓展中科院等機構(gòu)推動技術(shù)落地，環(huán)保工質(zhì)助力綠色轉(zhuǎn)型產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加快技術(shù)創(chuàng)新方向研發(fā)新型熱聲堆結(jié)構(gòu)，提升聲功產(chǎn)生與消耗匹配效率，突破COP瓶頸。高效熱聲轉(zhuǎn)換0102開發(fā)太陽能、余熱等低品位熱源驅(qū)動技術(shù)，拓展應(yīng)用場景。低品位能源利用03優(yōu)化諧振機構(gòu)與回?zé)崞魈盍?，降低起振溫度，提升系統(tǒng)穩(wěn)定性。工程樣機實用化潛在市場分析低溫電子器件紅外傳感器、雷達(dá)等需低溫操作