【技术实现步骤摘要】
两级微纳米理想气体工质制冷机、制冷方法、终端、介质
[0001]本专利技术属于工程热物理
，尤其涉及一种两级微纳米理想气体工质制冷机、制冷方法、终端、介质。
技术介绍
[0002]目前，在工程热物理领域，各种热力循环模型如热机、制冷机以及热泵等系统的技术设计及性能优化都是基于经典理想气体状态方程。它们也是通过将多个不同的热力学过程如等温过程、绝热过程、等压过程、等容过程等进行组合并构成一个完整热力循环从而实现对外做功或抽运热量等目的。尤其在这类系统中可能需要涉及到吸气、排气、气体燃烧等开放过程，因而增加了系统的复杂性、不可逆性以及不稳定性。因此如何设计基于气体工质的新型热力循环系统具有重要意义。
[0003]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的微纳米热机、制冷机以及热泵及其他热力循环模型采用单个微纳尺寸系统，循环性能低、制冷量小、冷热源温差小，无外接功率输出或输入回路，无系统不可逆耗散，实际热流回路制造难度大。
[0004]解决以上问题及缺陷的难度为：以上问题解决的难度主要体现在如何制造出足...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于热尺寸效应的两级微纳米理想气体工质制冷机，其特征在于，所述基于热尺寸效应的两级微纳米理想气体工质制冷机包括：外部功率输入通道模块，包括片上气体流体外接回气通道、气流入口和出口接口、气体可渗透壁、通道气流稳定驱动器；用于调节驱动功率形成稳定气流回路；整机系统冷极传热模块，用于进行冷源温度调节、传热方式控制、导热材料热导系数调节；单个微纳米热尺寸制冷单元模块，包括片上蚀刻微通道、多孔可渗透壁、绝热壁、回热器、温度梯度控制装置、工质气流；用于基于系统中等温过程和等压过程中的类帕尔帖效应和类汤姆森效应以及系统中回热过程，构成由两个等温过程和两个等压过程组成的气体循环回路并实现热抽运；下层热尺寸单元模块，包括微纳米热尺寸制冷单元模块组合、组合单元气流出口接口以及温度梯度控制装置；用于将单个微纳米热尺寸制冷单元模块进行排列并组合成下层，进行有限速率的交换热量；上层热尺寸单元模块，包括微纳米热尺寸制冷单元模块组合、组合单元气流入口接口以及温度梯度控制装置；用于将单个微纳米热尺寸制冷单元模块进行排列并组合成上层，进行有限速率的交换热量；整机系统热极传热模块，用于进行热源温度调节、传热方式控制、导热材料热导系数调节。2.如权利要求1所述基于热尺寸效应的两级微纳米理想气体工质制冷机，其特征在于，所述外部功率输入通道模块包括：片上气体流体外接回气通道，用于存储气体流体；气流入口和出口接口，与单个微纳米热尺寸制冷单元模块中片上蚀刻微通道相连接；气体可渗透壁，用于稳定整机系统气流和有效热交换。通道气流稳定驱动器，用于驱动片上回气通道中气体流体按一定方向流动。3.如权利要求1所述基于热尺寸效应的两级微纳米理想气体工质制冷机，其特征在于，所述单个微纳米热尺寸制冷单元模块包括：片上蚀刻微通道，用于制造方形或圆形微通道；多孔可渗透壁，位于两个不同尺度的两部分的通道断口处，用于将两个部分连接成一个回路；绝热壁，用于将微通道隔开成两个不同尺度的两部分；回热器，用于进行系统回热；温度梯度控制装置，用于基于充入的工质气体，在通道回路两端形成不同的工质温度，形成由尺寸差异导致的热势。工质气流，基于充入的工质气体形成工质气流。4.如权利要求1所述基于热尺寸效应的两级微纳米理想气体工质制冷机，其特征在于，所述微纳米热尺寸制冷单元模块上下层尺寸单元数目不同。5.一种基于热尺寸效应的两级微纳米理想气体工质制冷方法，其特征在于，所述基于热尺寸效应的两级微纳米理想气体工质制冷方法包括：步骤一，通过气流稳定驱动器驱动片上回气通道中气体流体按一定方向流动，经过气
流入口和出口接口与单个微纳米热尺寸制冷单元模块中片上蚀刻微通道相连接，调节驱动功率形成稳定气流回路；步骤二，利用片上蚀刻微纳技术构造方形或圆形微通道，利用绝热壁微通道用绝热壁隔开成两个不同尺度的两部分，并在每部分通道端口处利用多孔可渗透壁将两部分连接成一个回路；步骤三，充入工质气体，并利用温度梯度控制装置在通道回路两端形成不同的工质温度，形成由尺寸差异导致的热势；调节冷却源温度和工质气体温度，利用线性导热材料从冷却源抽运热量到微纳米热尺寸制冷单元模块组合；步骤四，、调节热源温度和工质气体温度，利用外接金属材料控制耗散热源环境，以及优化热源与工质之间温度梯度，并利用其导热特性将热量通过两级微纳米热尺寸制冷机抽运释放到热场直...
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