[实用新型]一种复叠式声能制冷系统

说明书

本实用新型公开了一种复叠式声能制冷系统，包括蒸汽压缩制冷机构和声能制冷机，蒸汽压缩制冷机构包括依次连接的压缩机、冷凝器、干燥过滤器、节流器和蒸发器；包括蒸发器壳体和螺旋翅片的蒸发器套设在所述声能制冷机热端侧外壳上，所述螺旋翅片围绕热端侧外壳呈螺旋状并固定，蒸发器壳体套装在螺旋翅片外侧并与螺旋翅片、热端侧外壳共同构成容制冷剂流通的螺旋通道；本实用新型通过将蒸发器壳体套装在螺旋翅片外侧与螺旋翅片、热端侧外壳构成的螺旋通道，制冷剂在螺旋通道内螺旋流动，汽化吸热以降低制冷机热端温度，提高了制冷效率、更节能、扩大制冷温区，且整套系统结构简单、制造装配方便。

技术领域

本实用新型是涉及一种声能制冷系统，具体说，是涉及一种将蒸汽压缩制冷系统和声能制冷系统结合的复叠式声能制冷系统，属于制冷技术领域，特别适用于中高温区热声制冷系统等低温制冷设备的应用。

背景技术

随着航天技术、红外技术、超导技术、低温医学、低温电子学、超导技术等一系列现代高科技的迅猛发展，低温技术也得到了越来越广泛的应用和关注。如航天卫星的红外探测器在低温环境下才能正常运行；低温环境下工作的超导滤波器可以降低噪声对电讯信号的干扰，从而大大减少信号故障率；磁悬浮列车、等离子技术、核磁共振成像仪、低温储存等均以低温技术为支撑。这些高科技技术领域对大冷量、高效率和高可靠性的制冷机需求越来越迫切。

声能制冷机是一种回热式低温制冷机中典型的一类，采用板弹簧支撑、直线电机驱动、间隙密封等技术，可以实现无油润滑、任意角度均可正常工作、振动小、制冷温区广、制冷量易调节等诸多优点；而复叠式循环制冷的优点在于通过常规的蒸气压缩式制冷循环，在正常工作压力范围和压比的前提下能实现低至-140℃的制冷温度，在保证工作效率的同时极大地可进一步拓宽了现有制冷系统的制冷温区。

由卡诺效率计算公式可以看出高温热源温度Th越高，卡诺效率COP越低。所以降低高温热源的温度T_h成为了提升制冷系统理论COP的有效方法。声能制冷机的热端通常置于环境中，采用风冷散热，热端温度比环境温度高5～10℃，一般在35℃以上，有时可达50～60℃。若在热端外侧加装冷却水套可将热端温度降至0～5℃，但同时冷却水也需额外的制冷设备对其降温，且冷却水与制冷设备的换热器以及声能制冷机的热端均存在传热温差，换热效果较差，不能满足声能制冷机大冷量、高效率的制冷作业需求。如何设计一种复叠式声能制冷系统，能实现将复叠式循环制冷技术与声能制冷技术相结合，有效降低声能制冷设备的热端温度以提高制冷效率、提升节能性能、提升声能制冷机的理论 COP值，进一步扩大声能制冷设备的应用温区和应用领域，将是人们渴望解决的技术问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述问题和需求，本实用新型的目的是提供一种复叠式声能制冷系统，能实现将复叠式循环制冷技术与声能制冷技术相结合，有效降低声能制冷机的热端温度以提高制冷效率、提升声能制冷机的理论COP值和扩大制冷温区。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种复叠式声能制冷系统，包括蒸汽压缩制冷机构和声能制冷机，所述蒸汽压缩制冷机构包括依次连接的压缩机、冷凝器、干燥过滤器、节流器和蒸发器，其特征在于：所述蒸发器套设在所述声能制冷机的热端侧外壳上，所述蒸发器包括蒸发器壳体和螺旋翅片，所述螺旋翅片围绕所述热端侧外壳呈螺旋状设置并与所述热端侧外壳固定连接，所述蒸发器壳体套装在所述螺旋翅片外侧、与所述热端侧外壳密闭连接并与所述螺旋翅片、所述热端侧外壳共同构成容所述蒸汽压缩制冷机构内制冷剂流通的螺旋通道，在所述蒸发器壳体的侧面上分别设有与所述螺旋通道连通进液管接口和出气管接口，所述蒸发器通过所述进液管接口和所述出气管接口分别与所述节流器和所述压缩机连接；所述制冷剂在所述螺旋通道内螺旋流动，逐渐汽化吸热，降低所述声能制冷机的热端温度，所述蒸发器与所述声能制冷机的热端侧外壳结合，可将所述声能制冷机的热端温度降至-20℃以下。