热声冷热电联供装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种热声冷热电联供装置，包括多个热声冷热电联供单元，所述热声冷热电联供单元之间首尾相连接；其中，所述热声冷热电联供单元包括：热声发动机、与所述热声发动结构相连接的制冷机以及与所述制冷机相连接且位于远离所述热声发动机一侧的发电机；其中，所述热声发动机用于将通入的热量转换成声功，所述制冷机用于在远离所述热声发动机一侧产生低于靠近所述热声发动机一侧的温度值，所述发电机用于对声场进行调相以及将所述声功转化并产生电流。通过上述方式，本发明专利技术可以实现冷、热、电之间的联供，并可以减小装置整体的尺寸，且结构更加紧凑。且结构更加紧凑。且结构更加紧凑。

【技术实现步骤摘要】
热声冷热电联供装置


[0001]本专利技术涉及冷热电联供
，尤其涉及一种热声冷热电联供装置。

技术介绍

[0002]热声技术是一种新型的热能利用技术，具有能源适应性好，可靠性高，功率灵活等显著优点，可广泛应用在太阳能、生物质、工业余热等回收领域，具有很好的应用前景。热声技术因其独特优势成为一种环保、可靠且极具应用前景的新型能源转换技术。首先，作为外燃式热机，可以利用低品位能源或太阳能等驱动，有利于提高能源利用率(节能)；其次，采用氦气、氮气等对环境友好的气体工质(环保)；此外，一般由空管段、多孔介质及换热器组成，不存在机械运动部件，具有低振动、高可靠性、长寿命等优点(可靠)。热声效应是指可压缩流体的声振荡与固体介质之间由于热相互作用而产生的时均能量效应，按照能量转换方向的不同可分为两类：一是用热能来产生声波，即热致声效应(热声正效应)；二是用声能来产生制冷效应，即声致冷效应(热声逆效应)。热声热机是利用热声效应，将热能转化为声波形式的机械能的热功转换装置。热声热机主要分为热声发动机(热声压缩机)和热声制冷机，分别基于热致声和声致冷这两类热声效应工作。
[0003]分布式冷热电联供技术是一种能源综合利用技术，具有能源利用效率高、环境友好、能源供应安全可靠等特点，受到各界广泛关注。相比传统冷热电系统，基于热声技术的冷热电联供系统结构更简单紧凑，并且可以通过应用需要切换不同的输出能量模式。热声冷热电联供系统工作原理如下：热声发动机是一种利用热声效应将热能转化为声功(机械能)的新型外燃式热机，当热声发动机和直线电机耦合时，声功可进一步转化为电能，当热声发动机和制冷机/热泵耦合时，利用声功搬运热量可实现冷热转换。将热声发动机、热声制冷机/热泵和直线电机三者进行耦合，则可同时实现冷能，热能和电能的供给。同时，根据不同的应用需求，通过控制工作温度可实现不同形式能量的组合输出。因此，基于热声技术的冷热电联供系统在清洁能源利用、节能环保领域具有广阔的发展前景。
[0004]现有的冷、声、电联供形成的装置整体非常庞大，导致系统效率较低且结构不够紧凑。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种热声冷热电联供装置，用以解决现有技术中装置体积过大造成能源浪费的技术问题。
[0006]本专利技术实施例提供一种热声冷热电联供装置，包括：
[0007]多个热声冷热电联供单元，所述热声冷热电联供单元之间首尾相连接；其中，所述热声冷热电联供单元包括：热声发动机、与所述热声发动机相连接的制冷机以及与所述制冷机相连接且位于远离所述热声发动机一侧的发电机；其中，
[0008]所述热声发动机用于将通入的热量转换成声功，所述制冷机用于在远离所述热声发动机一侧产生低于靠近所述热声发动机一侧的温度值，所述发电机用于对声场进行调相
以及将所述声功转化并产生电流。
[0009]根据本专利技术一个实施例的热声冷热电联供装置，
[0010]所述热声发动机和所述制冷机之间设有热缓冲管，所述热声发动机包括发动管体，所述制冷机包括制冷管体，所述热缓冲管分别连接所述发动管体和所述制冷管体；
[0011]所述制冷管体远离所述热缓冲管的一侧设有连接管，所述发电机包括壳体，所述连接管与所述壳体相连接。
[0012]根据本专利技术一个实施例的热声冷热电联供装置，
[0013]所述热声发动机包括设于所述发动管体内的热声转换组件，用于将通入的热量转换为声功；所述制冷机包括设于所述制冷管体内的制冷组件，用于接收所述声功并在远离所述热声发动机一侧产生低于靠近所述热声发动机一侧的温度值；
[0014]所述发电机用于接收通过所述制冷组件的所述声功并产生电流，进而将通过所述发电机的剩余声功传输至相邻的所述热声发动机。
[0015]根据本专利技术一个实施例的热声冷热电联供装置，
[0016]所述热声转换组件包括：加热器、与所述加热器相连接的热声发动机回热器、与所述热声发动机回热器相连接的位于远离所述加热器一侧的室温换热器；其中，
[0017]所述加热器靠近所述连接管一侧设置。
[0018]根据本专利技术一个实施例的热声冷热电联供装置，所述制冷组件包括高温换热器、制冷机回热器以及低温换热器，所述低温换热器的温度值小于所述高温换热器的温度值。
[0019]根据本专利技术一个实施例的热声冷热电联供装置，所述发电机还包括位于所述壳体内的发电组件，所述壳体内位于所述发电组件的相对两侧包括膨胀腔和压缩腔，所述膨胀腔靠近所述制冷机设置，所述压缩腔位于所述发电组件远离所述制冷机的一侧。
[0020]根据本专利技术一个实施例的热声冷热电联供装置，所述发电组件包括活塞和电磁组件，所述声功推动所述活塞压缩所述膨胀腔或者所述压缩腔进而带动所述电磁组件进行生电。
[0021]根据本专利技术一个实施例的热声冷热电联供装置，所述热声冷热电联供单元的数量为三个，且分别首尾连接形成三角排布。
[0022]根据本专利技术一个实施例的热声冷热电联供装置，所述热声冷热电联供单元的数量为四个，且分别首尾连接形成矩形排布。
[0023]根据本专利技术一个实施例的热声冷热电联供装置，相邻的所述热声冷热电联供单元之间通过谐振管相连接。
[0024]本专利技术实施例提供的热声冷热电联供装置，包括多个热声冷热电联供单元，且多个热声冷热电联供单元之间首尾相连接，由此可以使得在热声冷热电联供单元中产生的声功循环使用，进而有效提高了声功的利用率。且利用发电机对声场进行调相，发电机代替了传统的谐振管，大大减小了传统谐振管中的能量损耗，进而使得整个装置整体尺寸变小，结构更加紧凑、高效。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发
明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本专利技术热声冷热电联供单元一实施例的结构示意图；
[0027]图2为四个热声冷热电联供单元的组合结构示意图；
[0028]图3为三个热声冷热电联供单元的组合结构示意图；
[0029]图4为图1中的热声冷热电联供单元一实施例的联供状态图；
[0030]图5为图1中的热声冷热电联供单元另一实施例的联供状态图；
[0031]图6为图1中的热声冷热电联供单元另一实施例的联供状态图。
[0032]附图标记：
[0033]10、热声冷热电联供单元；
[0034]20、热声发动机；210、发动管体；220、热声转换组件；2210、加热器；2220、热声发动机回热器；2230、室温换热器；
[0035]30、制冷机；310、制冷管体；320、制冷组件；3210、高温换热器；3220、制冷机回热器；3230、低温换热器；
[0036]40、发电机；410、壳体；420、发电组件；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热声冷热电联供装置，其特征在于，包括：多个热声冷热电联供单元，所述热声冷热电联供单元之间首尾相连接；其中，所述热声冷热电联供单元包括：热声发动机、与所述热声发动机相连接的制冷机以及与所述制冷机相连接且位于远离所述热声发动机一侧的发电机；其中，所述热声发动机用于将通入的热量转换成声功，所述制冷机用于在远离所述热声发动机一侧产生低于靠近所述热声发动机一侧的温度值，所述发电机用于对声场进行调相以及将所述声功转化并产生电流。2.根据权利要求1所述的热声冷热电联供装置，其特征在于，所述热声发动机和所述制冷机之间设有热缓冲管，所述热声发动机包括发动管体，所述制冷机包括制冷管体，所述热缓冲管分别连接所述发动管体和所述制冷管体；所述制冷管体远离所述热缓冲管的一侧设有连接管，所述发电机包括壳体，所述连接管与所述壳体相连接。3.根据权利要求2所述的热声冷热电联供装置，其特征在于，所述热声发动机包括设于所述发动管体内的热声转换组件，用于将通入的热量转换为声功；所述制冷机包括设于所述制冷管体内的制冷组件，用于接收所述声功并在远离所述热声发动机一侧产生低于靠近所述热声发动机一侧的温度值；所述发电机用于接收通过所述制冷组件的所述声功并产生电流，进而将通过所述发电机的剩余声功传输至相邻的所述热声发动机。4.根据权利要求2所述的热声冷热...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐静远，曾钰培，罗二仓，吴张华，胡剑英，罗开琦，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：