【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及热声机器领域。本专利技术特别对于旨在以热泵模式而不是以马达模式操作的热声机器是有利的。从物理上来说，热泵模式对应于使用声波的机械能从热源（也称为泵浦源）泵送能量，升高其温度，并且然后将其转储在第二热源（也称为转储源（dump source））处，因此，转储源的温度高于泵浦源的温度。热泵能够用作加热系统，其中转储源的升高的温度允许其用作加热介质，或者热泵能够用作冷却系统，其中泵浦源的降低的温度允许其用作冷却介质。
技术介绍
1、众所周知，热声机器是根据热声学的物理原理在工作流体内发生热力学循环的热机。在马达模式下，这些循环根据热输入产生声波的形式的机械能。在热泵模式下，这些循环通过利用声波的机械能来产生热量。
2、旨在以热泵模式操作的常规热声机器包括一个或更多个声源，所述一个或更多个声源通常是机电致动器或热声波发生器，并且被配置为在包含工作流体的波导内产生声波。这种声波以功的形式提供将从冷的外部源汲取的热量传输到热的外部源并且同时升高从冷的外部源汲取的热量的温度所需的机械能。
3、在现代热声机器中，例如us8584471b2中描述的热声机器，热传输由布置在波导中的热声单元提供。该单元包括蓄热器和布置在蓄热器的任一侧的两个热交换器。
4、在热泵送过程中，由声波启动的热力学循环消耗声功，以产生从蓄热器的一端到另一端的热流，从而沿着蓄热器产生温度梯度。另一方面，热交换器确保工作流体与热传输元件（例如传热流体）之间的热传输，该热传输元件连接到相应的外部热源。特别地，交换器中的一个交换器通过
5、通常，机器是以“开-关”方式控制的，即通过向声源供电来控制机器，直到用于加热的转储源的温度或用于冷却的泵浦源的温度达到设定点温度，之后，只要设定点温度保持不变，就停止对所述源的控制。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提高热声机器的能量效率，特别是在热泵模式下操作的热声机器的能量效率。
2、为此，本专利技术的一个主题是热声机器，该热声机器包括：
3、- 旨在接收工作流体的波导，
4、- 声源，其被配置为产生声波，以通过波导传播声能，以及
5、- 热声单元，其包括蓄热器、第一热交换器和第二热交换器，该第一热交换器被配置为在工作流体与将热量传输到第一外部源的第一热传输元件之间交换热量，该第二热交换器被配置为在工作流体与传输来自第二外部源的热量的第二热传输元件之间交换热量。
6、根据本专利技术，该机器包括用于测量代表第一外部源和/或第二外部源的温度的至少一个参数的设备，以及控制构件，该控制构件被配置为调制声源的声功率，以根据该至少一个参数来修改第一外部源和/或该第二外部源的温度。
7、本专利技术允许对该机器进行控制，同时减少或消除对声源供电的中断。
8、更具体地，本专利技术使得可以达到第一外部源或第二外部源中的目标温度，并且通过修改由声源产生的声功率以将该温度保持在目标温度附近的范围内。
9、例如，当机器用于加热由第一外部源形成的空间时，控制构件能够被配置为当该空间达到设定点温度时将声功率降低到非零值，并且如果该空间的温度后续下降，则将声功率增加再次达到设定点温度所需的量。
10、类似地，当该机器用于冷却由第二外部源形成的空间时，控制构件能够被配置为当该空间达到设定点温度时将声功率降低到非零值，并且如果该空间的温度后续升高，则将声功率增加再次达到设定点温度所需的量。
11、以非限制性的方式，所述至少一个参数可以选自以下参数：
12、- 第一热传输元件的温度，
13、- 第二热传输元件的温度，
14、- 第一外部源的温度，
15、- 第二外部源的温度，
16、- 工作流体的温度，以及
17、- 工作流体的声压。
18、在一个实施例中，声源包括设置有可移动元件的马达，控制构件被配置为修改该可移动元件的移动的幅度和/或频率。
19、根据第一变型，马达是电动马达，例如线性马达。
20、在该第一变型的情况下，可移动元件可以是活塞，例如单作用活塞或双作用活塞。
21、根据第二变型，马达是回转马达。
22、在一个实施例中，更具体地，控制构件被配置为修改提供给声源的电压和/或电流的幅度，以调制声源产生的声功率。
23、声源也能够为热声热力发动机（heat engine）。
24、因此，在一个实施例中，所述热声单元是第一热声单元，声源由第二热声单元形成，该第二热声单元包括蓄热器、第一热交换器和第二热交换器，该第一热交换器被配置为在工作流体与将热量传输到第三外部源的第三热传输元件之间交换热量，该第二热交换器被配置为在工作流体与传输来自第四外部源的热量的第四热传输元件之间交换热量。
25、在这种情况下，控制构件优选地被配置为修改由第三热传输元件和/或第四热传输元件传输的热量的量。
26、通过这种方式修改热量的量使得可以修改第二热声单元内的温度梯度，从而调制第二热声单元产生的声功率。
27、第三外部源和第四外部源各自可以与第一外部源和第二外部源二者不同。可替代地，第三外部源或第四外部源可以与第一外部源和第二外部源中的一个外部源相同，以形成三热机（trithermal machine）。
28、在一个实施例中，第三热传输元件和第四热传输元件各自包括传热流体，控制构件被配置为修改第三热传输元件和/或第四热传输元件的传热流体的温度和/或流速。
29、本专利技术的另一个主题是用于控制这种热声机器的方法。
30、该方法优选地包括调制步骤，该调制步骤包括：
31、- 测量所述至少一个参数，
32、- 将由此测量的至少一个参数的值与参考值进行比较，
33、- 如果这些值不同，则控制声源以调制声源产生的声功率，以修改第一外部源和/或第二外部源的温度。
34、所述参考值能够为预定值或预先测量的值。
35、当参考值是预定的时，其能够是可变的，并且依赖于外部因素（例如白天或夜晚时段等）。
36、在一个实施例中，调制步骤随着时间重复。
37、该参考值优选地是设定点值。
38、换句话说，本专利技术能够被实现为使得第一外部源和/或第二外部源的温度达到设定点温度和/或使得该温度保持为与这样的设定点温度相同或接近。
39、本专利技术的另一优点和特征将通过以下详细的、非限制性的描述变得明显。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种热声机器（1），其包括：
2.根据权利要求1所述的机器（1），其中，所述至少一个参数选自以下参数：
3.根据权利要求1或2所述的机器（1），其中，所述声源（6-9）包括设置有可移动元件的马达，所述控制构件（14）被配置为修改所述可移动元件的移动的幅度和/或频率。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的机器（1），其中，所述热声单元（11、13）是第一热声单元，所述声源（30、31）由第二热声单元形成，该第二热声单元（30、31）包括蓄热器（32）、第一热交换器（33）和第二热交换器（34），所述第一热交换器（33）被配置为在所述工作流体与将热量传输到第三外部源（36）的第三热传输元件（35）之间交换热量，所述第二热交换器（34）被配置为在所述工作流体与传输来自第四外部源（38）的热量的第四热传输元件（37）之间交换热量，所述控制构件（14）被配置为修改通过所述第三热传输元件（35）和/或所述第四热传输元件（37）传输的热量的量。
5.根据权利要求4所述的机器（1），其中，所述第三热传输元件（35）和所述第四热传输元件（37）各
6.一种用于控制根据权利要求1至5中任一项所述的热声机器（1）的方法。
7.根据权利要求6所述的方法，包括调制步骤，所述调制步骤包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述调制步骤随着时间重复。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，所述参考值是设定点值。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种热声机器（1），其包括：
2.根据权利要求1所述的机器（1），其中，所述至少一个参数选自以下参数：
3.根据权利要求1或2所述的机器（1），其中，所述声源（6-9）包括设置有可移动元件的马达，所述控制构件（14）被配置为修改所述可移动元件的移动的幅度和/或频率。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的机器（1），其中，所述热声单元（11、13）是第一热声单元，所述声源（30、31）由第二热声单元形成，该第二热声单元（30、31）包括蓄热器（32）、第一热交换器（33）和第二热交换器（34），所述第一热交换器（33）被配置为在所述工作流体与将热量传输到第三外部源（36）的第三热传输元件（35）之间交换热量，所述第二热交换器（34）被配置为在所述工作流体与传输来自第四外部源...
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