[發(fā)明專利]基于熱聲效應(yīng)和熱釋電效應(yīng)的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010071716.6
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111256387B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅二倉;羅開琦;孫巖雷;胡劍英;吳張華;張麗敏
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所
• 主分類號: F25B23/00
• 分類號: F25B23/00;F03G7/00;H02N11/00
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 呂偉盼

1.一種基于熱聲效應(yīng)和熱釋電效應(yīng)的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于，包括熱聲發(fā)動機(jī)、熱聲制冷機(jī)和熱釋電發(fā)電單元，所述熱聲發(fā)動機(jī)、所述熱聲制冷機(jī)和所述熱釋電發(fā)電單元之間通過諧振管連接，所述熱釋電發(fā)電單元安裝于所述熱聲發(fā)動機(jī)和所述熱聲制冷機(jī)之間的諧振管內(nèi)；所述熱聲制冷機(jī)用于消耗所述熱聲發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的聲功；

所述熱釋電發(fā)電單元包括第一高溫?fù)Q熱器以及分別位于所述第一高溫?fù)Q熱器的兩端的第一室溫?fù)Q熱器和第二室溫?fù)Q熱器，所述第一高溫?fù)Q熱器與所述第一室溫?fù)Q熱器之間通過一組熱釋電材料板疊連接，所述第一高溫?fù)Q熱器與所述第二室溫?fù)Q熱器之間通過第一熱緩沖管連接或者通過另一組熱釋電材料板疊連接；所述熱釋電材料板疊用于連接外部的電路負(fù)載，以在所述熱聲發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的往復(fù)交變流體的驅(qū)動下，產(chǎn)生熱釋電電流。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱聲效應(yīng)和熱釋電效應(yīng)的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于，所述諧振管為U型諧振管，所述U型諧振管內(nèi)充注有液體換熱工質(zhì)，所述熱釋電發(fā)電單元位于所述U型諧振管中，所述熱釋電材料板疊與所述液體換熱工質(zhì)進(jìn)行換熱。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱聲效應(yīng)和熱釋電效應(yīng)的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于，位于所述熱聲發(fā)動機(jī)和所述熱聲制冷機(jī)之間的諧振管靠近所述熱聲發(fā)動機(jī)的出口的一端向外引出一個諧振管支路，所述熱釋電發(fā)電單元安裝于所述諧振管支路內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱聲效應(yīng)和熱釋電效應(yīng)的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于，所述熱釋電材料板疊由多層熱釋電材料板疊設(shè)而成，所述熱釋電材料板的板面方向平行于所述往復(fù)交變流體的流動方向。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的基于熱聲效應(yīng)和熱釋電效應(yīng)的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于，所述熱聲發(fā)動機(jī)包括依次相連的第三室溫?fù)Q熱器、發(fā)動機(jī)回?zé)崞鳌⒌诙邷負(fù)Q熱器、第二熱緩沖管和第四室溫?fù)Q熱器；所述第四室溫?fù)Q熱器遠(yuǎn)離所述第二熱緩沖管的一端連接于所述諧振管，所述第四室溫?fù)Q熱器和所述諧振管之間引出發(fā)動機(jī)調(diào)相慣性管連接至所述第三室溫?fù)Q熱器遠(yuǎn)離所述發(fā)動機(jī)回?zé)崞鞯囊欢恕?/p>

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于熱聲效應(yīng)和熱釋電效應(yīng)的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于，所述熱聲制冷機(jī)包括依次相連的第五室溫?fù)Q熱器、制冷機(jī)回?zé)崞鳌⒌蜏負(fù)Q熱器、第三熱緩沖管和第六室溫?fù)Q熱器；所述第六室溫?fù)Q熱器遠(yuǎn)離所述第三熱緩沖管的一端連接于所述諧振管，所述第六室溫?fù)Q熱器和所述諧振管之間引出制冷機(jī)調(diào)相慣性管連接至所述第五室溫?fù)Q熱器遠(yuǎn)離所述制冷機(jī)回?zé)崞鞯囊欢恕?/p>

7.一種基于熱聲效應(yīng)和熱釋電效應(yīng)的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于，包括多個直連熱聲轉(zhuǎn)換單元，多個所述直連熱聲轉(zhuǎn)換單元通過諧振管依次首尾相連，形成環(huán)形結(jié)構(gòu)；至少一個所述諧振管中安裝有熱釋電發(fā)電單元；所述直連熱聲轉(zhuǎn)換單元包括串聯(lián)連接的熱聲發(fā)動機(jī)和熱聲制冷機(jī)，所述熱聲制冷機(jī)用于消耗所述熱聲發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的聲功；

所述熱釋電發(fā)電單元包括第一高溫?fù)Q熱器以及分別位于所述第一高溫?fù)Q熱器的兩端的第一室溫?fù)Q熱器和第二室溫?fù)Q熱器，所述第一高溫?fù)Q熱器與所述第一室溫?fù)Q熱器之間通過一組熱釋電材料板疊連接，所述第一高溫?fù)Q熱器與所述第二室溫?fù)Q熱器之間通過第一熱緩沖管連接；所述熱釋電材料板疊用于連接外部的電路負(fù)載，以在所述熱聲發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的往復(fù)交變流體的驅(qū)動下，產(chǎn)生熱釋電電流。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于熱聲效應(yīng)和熱釋電效應(yīng)的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于，所述熱聲發(fā)動機(jī)包括依次相連的第三室溫?fù)Q熱器、發(fā)動機(jī)回?zé)崞鳌⒌诙邷負(fù)Q熱器、第二熱緩沖管；所述熱聲制冷機(jī)包括依次相連的第五室溫?fù)Q熱器、制冷機(jī)回?zé)崞鳌⒌蜏負(fù)Q熱器、第三熱緩沖管和第六室溫?fù)Q熱器；所述熱聲發(fā)動機(jī)的所述第二熱緩沖管連接于所述熱聲制冷機(jī)的第五室溫?fù)Q熱器；所述第三室溫?fù)Q熱器遠(yuǎn)離所述發(fā)動機(jī)回?zé)崞鞯囊欢送ㄟ^諧振管連接于另一個所述直連熱聲轉(zhuǎn)換單元的第六室溫?fù)Q熱器。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于熱聲效應(yīng)和熱釋電效應(yīng)的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于，所述熱釋電材料板疊由多層熱釋電材料板疊設(shè)而成，所述熱釋電材料板的板面方向平行于所述往復(fù)交變流體的流動方向。