聲波製冷

所謂聲波製冷，即利用聲能達到熱量從冷端轉移到熱端的一門技術。

聲波製冷的研究和開發興起於20世紀80年代。在這方面工作的主 要有美國Los Alamos實驗室及美國海軍研究生院。Los Alamos於1990年展示了一台聲波製冷機，製冷最低溫度達89K，在製冷溫度為120K時，製冷功率為5W。

美國加州的海軍研究生院於80年代曾研製了一台熱聲冰箱（STAR）用於1992年1月發射的“發現”號太空梭上，在地面產生比室溫低80K的溫度，當製冷功率為3W時，峰值效率為卡諾熱機的20%。這兩台聲製冷機都使用電動聲源，工作頻率在400—500Hz之間。

2000年以後，美國海軍研究生正致力於聲波製冷的家用電冰箱和空調器的研究和開發。聲波製冷的家用電冰箱（TALSR）已研製成功，冷藏室溫度為4℃，冷凍室的溫度可達-22℃（3）。

當前，聲波製冷已用於紅外感測、雷達及其它低溫電子器件的降溫。低溫電子器件的製冷問題與常規民用製冷相比，有自己的獨特之處，它要求製冷溫度低（-50℃—--200℃）。但製冷量不大，要求製冷機的機械振動小，可比性高和小型輕量化。聲波製冷技術剛好適合了這些方面的要求。因此可以期望聲製冷技術在低溫電子學器件製冷方面有好的應用前景。

所有的聲波製冷的工作原理都基於所謂的熱聲效應，熱聲效應機理可以簡單的描述為在聲波稠密時加入熱量，在聲波稀疏時排出熱量，則聲波得到加強；反之聲波稠密時排出熱量，在聲波稀疏時吸入熱量，則聲波得到削弱。當然，實際的熱聲理論遠比這複雜的多，熱聲製冷的設計水平及製造工藝也在不斷的提高。

聲波製冷與傳統的蒸汽壓縮式製冷系統相比，熱聲熱機具有無可比擬的優勢。

1、無需使用污染環境的製冷劑，而是使用惰性氣體或其混合物作為工質，因此不會導致使用的CFCS或HFCS臭氧層的破壞和溫室效應而危害環境；

2、其基本機構非常簡單和可靠，無需貴重材料，成本上具有很大的優勢；

3、它們無需振蕩的活塞和油密封或潤滑，無運動部件的特點使得其壽命大大延長。

聲波製冷技術應用於家用冰箱當中。現在冰箱中普遍使用的氟製冷劑是導致臭氧層空洞擴大和全球變暖的原因之一，氟氣體進入空氣當中后使得空氣升溫的效率是二氧化碳的3000倍，因此一旦氟製冷劑遭到封殺，聲波製冷技術將很快成為環保冰箱的重要標誌。

除了應用於冰箱製造行業之外，聲波製冷技術還可以為包括空調在內的其他家電及計算機晶元行業所利用。

聲波製冷技術的問世將使得未來冰箱的體積更小巧，因為空氣壓縮機的尺寸變小了。此外這種技術還將有助於空調產品的更新換代，聲波製冷技術將使得空調工作時功率保持平穩，這有助於延長空調主機的壽命。