Thermoakustisch angetriebene Pulsrohrkältemaschinen werden üblicherweise direkt oder über lange Rohre gekoppelt, jedoch ist es aufgrund der Schwierigkeiten, in gekoppelten Anwendungen den optimalen Betriebszustand von Motor und Kältemaschine zu erreichen, und der hohen Verluste bei der langen Rohrkopplung schwierig, eine hohe Gesamteffizienz zu erzielen. Dieser Artikel schlägt eine Thermoakustische Pulsrohrkältemaschine mit Resonatorkopplung vor, bei der Resonatoren zur Kopplung des thermoakustischen Motors und der Pulsrohrkältemaschine verwendet werden, wodurch die Schallleistungsverluste deutlich reduziert und die Gesamteffizienz der Anlage verbessert werden können. Die theoretische Untersuchung konzentriert sich auf eine Thermoakustische Pulsrohrkältemaschine bei einer Heiztemperatur von 900 K und in einem Bereich der Luftverflüssigung bei 80 K. Zunächst wurde der Kopplungsmechanismus des Resonators analysiert und die Resonatorparameter optimiert; anschließend wurden die Auswirkungen von Heiztemperatur, Kühltemperatur und mechanischer Dämpfung auf die Systemleistung untersucht; schließlich wurde eine vergleichende Analyse der Resonatorkopplung und der langen Rohrkopplung durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass bei einem mittleren Druck von 3 MPa, einer Heiztemperatur von 900 K und einer Kühltemperatur von 80 K die thermoakustisch angetriebene Kältemaschine mit Resonatorkopplung eine Gesamteffizienz von 22,5 % erreicht, während die thermoakustisch angetriebene Pulsrohrkältemaschine mit langer Rohrkopplung eine Effizienz von 11,6 % erzielt.

thermoakustisch;Pulsrohrkältemaschine;Resonator