一种具有形状记忆合金管材的固态制冷系统技术方案

本发明专利技术提供一种具有形状记忆合金管材的固态制冷系统，包括以下部件：所述制冷机构包括有形状记忆合金管、传动块、热端容器、冷端容器、制冷泵，所述传动块包括有第一传动块和第二传动块；加载机构，所述加载机构包括有电动压机、直线导轨；控制机构，所述控制机构分别与制冷泵、电动压机相连接。本发明专利技术进一步提供了一种具有形状记忆合金管材的固态制冷系统的使用方法。本发明专利技术提供的一种具有形状记忆合金管材的固态制冷系统，由于采用固体材料形状记忆合金为介质，制冷效果不依赖于制冷剂性能的影响，能够解决传统气体压缩制冷技术中存在的环境污染问题。

【技术实现步骤摘要】
一种具有形状记忆合金管材的固态制冷系统
本专利技术属于制冷机械的
，涉及一种具有形状记忆合金管材的固态制冷系统。
技术介绍
能源消耗和环境污染已经成为近几十年来人类所面临的最具压迫性的挑战。随着先进技术的发展，大多数国家正经历能源消耗的剧烈增长，由能源消耗所引发的全球变暖和空气污染等环境问题也随之而来。为了解决上述两个问题，研究者们正着力于发展新的技术并努力提高现有技术的能源利用效率。制冷系统的使用在全球能源消耗及全球变暖方面占有非常大的比重，家用和商用制冷机每年的电量消耗可占全部电量消耗的4％。全球每年销售的制冷机可达数百万台，提高制冷机的效率将有效节省能源消耗并减轻环境污染。如今传统的制冷装置大多是以气体压缩制冷技术为基础的，就是对处于气液共存区域的流体进行压缩和膨胀，使制冷剂中产生相变以引起其内部能量的波动并因此将从冷藏室吸收的热量传递到周围环境。制冷机的效率值COP十分依赖于循环组件的效率，例如压缩机、冷凝机以及制冷剂在相变期间的热力学性能都将影响制冷机的效率。目前大多数家用制冷机的COP值在1-3左右。虽然这项技术已经非常成熟且在家用制冷中被广泛的应用，但是其有相对低的能量利用效率，尤其是对于一些小型制冷机来说。目前在各种制冷机中最常用的制冷剂例如碳氟化合物和含氯氟烃都是温室气体，会消耗臭氧加重辐射效力，产生极大的环境问题。用低污染的制冷剂来取代现有制冷剂也是可行的，但又会导致能量利用效率低下以及安全隐患。因此目前迫切的需要用一种清洁的环境友好型的制冷技术来取代气体压缩制冷技术。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种具有形状记忆合金管材的固态制冷系统，以固体材料形状记忆合金为核心介质，用于解决现有技术中缺乏制冷效果不依赖于制冷剂且对环境有污染的固态制冷系统的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种具有形状记忆合金管材的固态制冷系统，包括以下部件：制冷机构，所述制冷机构包括有形状记忆合金管、传动块、热端容器、冷端容器、制冷泵，所述传动块包括有第一传动块和第二传动块，所述第一传动块和第二传动块分别设于所述形状记忆合金管的两端，所述形状记忆合金管的一端依次经第一传动块、第一液流管与热端容器相连通，所述形状记忆合金管的另一端依次经第二传动块、第二液流管与冷端容器相连通，所述冷端容器还经第三液流管与制冷泵相连通；加载机构，所述加载机构包括有用于推动第二传动块的电动压机、直线导轨，所述电动压机、第一传动块固定在所述直线导轨上，所述第二传动块与所述直线导轨滑动连接；所述电动压机用于向所述第二传动块加载压力；控制机构，所述控制机构分别与制冷泵、电动压机相连接；用于向电动压机发送压力信号，向制冷泵发送泵信号。优选地，所述形状记忆合金管采用的形状记忆合金选自钛镍合金(TiNi)、铁钯合金(FePd)、镍铁镓钴合金(NiFeGaCo)或铁镍钴铝合金(FeNiCoAl)中一种。更优选地，所述形状记忆合金为钛镍合金(TiNi)。进一步优选地，所述钛镍合金，按质量百分比计，包括以下组分：钛43-45％；镍55-57％。最优选地，所述钛镍合金，按质量百分比计，包括以下组分：钛44％；镍56％。优选地，所述形状记忆合金管的长度为190-210mm。更优选地，所述形状记忆合金管的长度为200mm。优选地，所述形状记忆合金管的内径为3-5mm，外径为5-7mm。更优选地，所述形状记忆合金管的内径为4mm，外径为6mm。优选地，所述热端容器内储存有吸热剂。更优选地，所述吸热剂为水。更优选地，所述吸热剂在热端容器内的储存量为190-210ml。进一步优选地，所述吸热剂在热端容器内的储存量为200ml。优选地，所述热端容器为顶端开口的圆形塑料样品杯，所述热端容器的容量为240-260ml，所述热端容器的直径为5.6-6.0cm，所述热端容器的高度为9-11cm。所述热端容器无盖，其为开放体系。与外界充分接触进行热量交换，使吸热剂保持室温不变，防止温度升高降低吸热效率。更优选地，所述热端容器的容量为250ml，所述热端容器的直径为5.8cm，所述热端容器的高度为10cm。优选地，所述冷端容器内储存有制冷剂。更优选地，所述制冷剂为水。更优选地，所述制冷剂在冷端容器内的储存量为9-11ml。进一步优选地，所述制冷剂在冷端容器内的储存量为10ml。优选地，所述冷端容器为密闭的塑料量杯，所述冷端容器的容量为19-21ml。更优选地，所述冷端容器的容量为20ml。优选地，所述冷端容器外设有保温层，所述保温层粘附在所述冷端容器的外表面。所述保温层用于隔绝外界热量的进入。更优选地，所述保温层为双面铝箔气泡隔热膜。优选地，所述热端容器及冷端容器分别设有热电偶。所述热电偶用于测定热端容器及冷端容器中的温度。所述热电偶为常规使用的热电偶，可从市场上购买获得。优选地，所述制冷机构还包括有加载接头，所述加载接头中空且两端开孔，所述加载接头包括有第一加载接头和第二加载接头，所述第一加载接头设于所述第一传动块内，所述第一加载接头的一端开孔与所述形状记忆合金管的一端相连通，所述第一加载接头的另一端开孔经第一液流管与热端容器相连通；所述第二加载接头设于所述第二传动块内，所述第二加载接头的一端开孔与所述形状记忆合金管的另一端相连通，所述第二加载接头的另一端开孔经第二液流管与冷端容器相连通。更优选地，所述加载接头的材质为YG20型钨钢。更优选地，所述加载接头呈圆柱形，所述加载接头的长度为39-41mm，外径为19-21mm。进一步优选地，所述加载接头的长度为40mm，外径为20mm。更优选地，所述第一加载接头或第二加载接头分别与形状记忆合金管相连通的一端开孔的直径，大于所述第一加载接头与第一液流管或所述第二加载接头与第二液流管相连通的一端开孔的直径。进一步优选地，所述第一加载接头或第二加载接头分别与形状记忆合金管相连通的一端开孔的直径为5-7mm。最优选地，所述第一加载接头或第二加载接头分别与形状记忆合金管相连通的一端开孔的直径为6mm。进一步优选地，所述第一加载接头与第一液流管或所述第二加载接头与第二液流管相连通的一端开孔的直径为3-5mm。最优选地，所述第一加载接头与第一液流管或所述第二加载接头与第二液流管相连通的一端开孔的直径为4mm。更优选地，所述第一加载接头一端开孔位于所述第一传动块的一侧侧壁上且与所述形状记忆合金管的一端相连通，所述第二加载接头一端开孔位于所述第二传动块的一侧侧壁上且与所述形状记忆合金管的另一端相连通。更优选地，所述形状记忆合金管的两端分别套接在与第一加载接头或第二加载接头相连通的开孔内。更优选地，所述第一加载接头的另一端开孔与接入第一传动块内的所述第一液流管的一端相连通，所述第二加载接头的另一端开孔与接入第二传动块的所述第二液流管的一端相连通。进一步优选地，所述第一液流管的一端套接在与第一加载接头相连通的开孔内，所述第二液流管的一端套接在与第二加载接头相连通的开孔内。优选地，所述传动块的材质为不锈钢。优选地，所述传动块呈矩形，所述传动块的长度为140-160mm，宽度为90-110mm，高度为90-110mm。更优选地，所述传动块的长度为150mm，宽度为100mm，高度为100mm。优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有形状记忆合金管材的固态制冷系统，其特征在于，包括以下部件：制冷机构(1)，所述制冷机构(1)包括有形状记忆合金管(11)、传动块(18)、热端容器(12)、冷端容器(13)、制冷泵(14)，所述传动块(18)包括有第一传动块(181)和第二传动块(182)，所述第一传动块(181)和第二传动块(182)分别设于所述形状记忆合金管(11)的两端，所述形状记忆合金管(11)的一端依次经第一传动块(181)、第一液流管(15)与热端容器(12)相连通，所述形状记忆合金管(11)的另一端依次经第二传动块(182)、第二液流管(16)与冷端容器(13)相连通，所述冷端容器(13)还经第三液流管(17)与制冷泵(14)相连通；加载机构(2)，所述加载机构(2)包括有用于推动第二传动块(182)的电动压机(21)、直线导轨(23)，所述电动压机(21)、第一传动块(181)固定在所述直线导轨(23)上，所述第二传动块(182)与所述直线导轨(23)滑动连接；控制机构(3)，所述控制机构(3)分别与制冷泵(14)、电动压机(21)相连接。

【技术特征摘要】
1.一种具有形状记忆合金管材的固态制冷系统，其特征在于，包括以下部件：制冷机构(1)，所述制冷机构(1)包括有形状记忆合金管(11)、传动块(18)、热端容器(12)、冷端容器(13)、制冷泵(14)，所述传动块(18)包括有第一传动块(181)和第二传动块(182)，所述第一传动块(181)和第二传动块(182)分别设于所述形状记忆合金管(11)的两端，所述形状记忆合金管(11)的一端依次经第一传动块(181)、第一液流管(15)与热端容器(12)相连通，所述形状记忆合金管(11)的另一端依次经第二传动块(182)、第二液流管(16)与冷端容器(13)相连通，所述冷端容器(13)还经第三液流管(17)与制冷泵(14)相连通；加载机构(2)，所述加载机构(2)包括有用于推动第二传动块(182)的电动压机(21)、直线导轨(23)，所述电动压机(21)、第一传动块(181)固定在所述直线导轨(23)上，所述第二传动块(182)与所述直线导轨(23)滑动连接；控制机构(3)，所述控制机构(3)分别与制冷泵(14)、电动压机(21)相连接。2.根据权利要求1所述的一种具有形状记忆合金管材的固态制冷系统，其特征在于，所述制冷机构(1)还包括有加载接头(19)，所述加载接头(19)中空且两端开孔，所述加载接头(19)包括有第一加载接头(191)和第二加载接头(192)，所述第一加载接头(191)设于所述第一传动块(181)内，所述第一加载接头(191)的一端开孔与所述形状记忆合金管(11)的一端相连通，所述第一加载接头(191)的另一端开孔经第一液流管(15)与热端容器(12)相连通；所述第二加载接头(192)设于所述第二传动块(182)内，所述第二加载接头(192)的一端开孔与所述形状记忆合金管(11)的另一端相连通，所述第二加载接头(192)的另一端开孔经第二液流管(16)与冷端容器(13)相连通。3.根据权利要求1所述的一种具有形状记忆合金管材的固态制冷系统，其特征在于，所述热端容器(12)及冷端容器(13)分别设有热电偶。4.根据权利要求1所述的一种具有形状记忆合金管材的固态制冷系统，其特征在于，所述制冷泵(14)包括有滚珠丝杆(141)和气缸(142)，所述气缸(142)一端与第三液流管(17)相连通，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖飞，李振兴，金学军，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31