駐波型熱聲制冷機實作與試車

The Manufacture and Test-Running Report of a Thermoacoustic Refrigerator

黃博全(Po-Chuan Huang) ； 許力仁(Li-Jen Hsu)

《冷凍與空調》 12期 (2001/12) Pp. 134-144

https://doi.org/10.7087/JRACT.200112.0134

摘要

由於現有冷凍系統與空調主機之性能已無法滿足世界對於環保與節能的訴求，爲因應世界潮流，在提升機組效率、錄求替代冷媒以及利用儲冷方式降低用電尖峰負載之際，亦需開發新式的制冷機。本文中所開發之熱聲制冷機系統爲利用熱聲效應而産生制冷效果之新式的制冷機，其主要作用原理爲利用揚聲器在共振腔內壓縮、膨脹工作流體，以近似逆布雷敦循環的方式産生制冷的效果，因其簡單構造、低成本、環保以及可能節能空間的特性，深具發展潛力。
在系統實驗方面針對不同的工作流體、共振腔長度、充氣壓力、振盪壓力與片堆造型進行性能試驗。實驗結果顯示熱聲制冷機共振腔內片堆中存在有熱聲效應現象，即沿片堆方向有溫度梯度存在；在一定的揚聲器作功下，其兩端溫差大小會隨充氣壓力之增加而減少，但隨振盪壓力之增加而增大；而雙換片堆長度與間隙、共振腔長度及工作流體，亦會影響片堆兩堆之溫差，唯效果不如前者明顯。另外，本研究中熱聲制冷雛形機，以氬氣爲工作流體、充氣壓力爲P=1kgf/平方公分操作條件下，片捲式片堆兩端最大溫差可達17℃。最後，綜合實驗結果分析得知增加振盪壓力，其熱聲效應越明顯，可提升熱聲制冷機之低溫效果。

關鍵字

熱聲效應 ； 共振腔 ； 片堆