行波熱聲制冷機是新型制冷技術，利用熱聲效應實現熱量從低溫端到高溫端的輸運，具有本征效率高、可靠性好、環境友好等優點。然而，在輸入聲功不變時，熱聲制冷機用于轉化為冷量的聲功會隨著制冷溫度的升高而減少，即熱聲制冷機應用于室溫溫區制冷時出口聲功較大，約占輸入聲功的80%。傳統的聲功回收方式在反饋過程中存在較大的流動阻力損失，并造成聲場相位調節困難。因此，熱聲制冷機在室溫溫區的應用未得到廣泛研究。
近日，中國科學院理化技術研究所低溫與制冷研究中心羅二倉團隊首次提出了室溫溫區多級熱聲制冷機，并對其進行理論分析。研究發現，多級行波熱聲制冷機可有效提高聲功利用率。在確保制冷效率時，聲功利用率可以從單級制冷機的21%提升至多級制冷機的80%以上，便于整機制冷系統的聲功回收。同時，研究得到的兼顧效率與制冷量的最佳級數，為室溫溫區多級熱聲制冷機的研究提供指導。相關研究成果已申請發明ZL，發表在International Journal of Refrigeration上，并被Advances in Engineering（AIE）遴選為關鍵科學文章進行專題報道。論文第一作者是理化所博士生王欣，通訊作者為理化所吳張華副研究員和羅二倉研究員。
研究工作得到國家重點研發計劃、北京市自然科學基金等的支持。
AIE報道：https://advanceseng.com/multiple-stage-traveling-wave-thermoacoustic-refrigerator-efficient-room-temperature-cooling-application/
新型多室溫溫區多級熱聲制冷機結構示意圖
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