首篇!C9,发Science!

院校招生  |  2023年05月22日 11:54  |  文章来源:都学课堂

北京时间2023年5月19日,《科学》(Science)期刊发表了西安交通大学在固态制冷方向的最新成果——《高性能多模式弹热制冷系统》(High-performance multimode elastocaloric cooling system)一文。本文为《科学》(Science)首次刊登的关于弹热制冷机的论文

西安交通大学为该论文的第一完成单位,西安交通大学能源与动力工程学院的钱苏昕副教授为该论文的第一作者。美国马里兰大学竹内一郎教授为该论文的通讯作者。本文的研究始于钱苏昕在马里兰大学构建的管束式弹热制冷系统,他在西安交通大学提出了多模式弹热制冷系统的设计,并与马里兰大学Catalini博士合作在马里兰大学搭建了多模式弹热制冷机,其中弹热工质的材料物性测量由北京航空航天大学侯慧龙副教授协助开展。

弹热制冷是利用形状记忆合金在单轴应力作用下发生可逆相变,并利用该相变潜热制冷的新型固态制冷技术。与传统蒸气压缩制冷相比,弹热制冷具有零温室气体排放、高体积能量密度、易于回收利用等突出优势。

截至目前,全世界有20余台公开报道的弹热制冷机,它们主要采用单级循环和主动回热循环两种技术路线:单级循环在低制冷温差条件下效率高、制冷量大,但无法获得高制冷温差;主动回热循环是获得高制冷温差的主要途径,但代价是受限的效率和制冷量。

为了充分发挥两种技术路径的优势,西安交通大学与马里兰大学、北京航空航天大学合作,使用4组管内流动、轴向加载的弹热工质管束,研制出多模式弹热制冷机,通过传热流体管网流路的切换,实现单级循环和主动回热循环两种模式的切换(图1A、B、C)。

图1. 多模式弹热制冷机及其制冷性能. A, 多模式弹热制冷机的主动回热模式;B, 多模式弹热制冷机的单级循环模式;C, 多模式弹热制冷机的核心部件及实物图;D. 多模式运行拓宽了单模式的制冷性能范围;E. 两种模式的制冷温差建立过程动态特性;F. 多模式拓宽了最佳利用因子的范围;G. 通过调节内插组件可进一步优化制冷性能

通过多模式的运行,该制冷机实现了22.5 K的最大制冷温差和260 W的最大制冷量,相比仅运行单级循环8 K的制冷温差和仅运行主动回热循环不足30 W的制冷量取得了显著的提升(图1D)。

研究表明,利用因子决定了管束工质中弹热效应两种释放途径的比例,其中一部分弹热效应可被传热流体带走用于制冷,而另一部分弹热效应需要留在管束工质内部,用于维持工质在传热流体流动方向的温度梯度,而最佳利用因子反映了两者之间的竞争关系。主动回热循环需要更多的弹热效应维持温度梯度,最佳利用因子在0.6左右;单级循环可将大部分弹热效应用于制冷,最佳利用因子大于6(图1F)。多模式弹热制冷机可显著拓展最佳利用因子的范围,使其可在大范围工况变化时保持高效率。在此基础上,可以通过调节管状弹热工质内插组件的结构参数,优化管状弹热工质内固、液相的热容比,有望实现40 K以上的制冷温差和500 W的制冷量(图1G)。本文的研究有望推进弹热制冷及其它固态相变制冷(caloric cooling)技术的商业化应用进程。

该项研究工作获得了国家自然科学基金创新群体、中国科协青年人才托举工程等项目资助。钱苏昕副教授以制冷系统碳中和为目标,长期从事零GWP的固态制冷技术及使用低GWP工质的制冷空调热泵系统仿真与节能技术研究,构建了热驱动弹热制冷循环,创制了全球首台压缩式弹热制冷机、首台多模式弹热制冷机、首台弹热制冷冰箱原型机,并建成了包含制冷系统关键部件和整机的多个仿真平台,为头部企业成功研发了多款基于碳氢制冷剂的行业全新产品。相关基础研究成果发表于Nature Reviews Materials、Innovation等高水平期刊,应用研究成果获山东省科技进步二等奖等奖励。


都学课堂MBA带学班。读MBA,上都学课堂

相关文章

2026届华东理工大学商学院毕业生就业服务月收官

2026届华东理工大学商学院毕业生就业服务月收官

2026届华东理工大学商学院毕业生就业服务月收官2026届华东理工大学商学院毕业生就业服务月收官2026届华东理工大学商学院毕业生就业服务月收官
院校招生 2025.11.29

倒计时1天,西安交通大学–加拿大阿尔伯塔大学金融财务管理硕士MFM项目(大湾区)项目招生发布会

院校招生 2025.11.21

26考研要开始吃红利了?

26考研要开始吃红利了?

院校招生 2025.11.20

千万别放弃,今年的考研人数真的减少了!

千万别放弃,今年的考研人数真的减少了!

院校招生 2025.11.20

26招生 | 成都信息工程大学2026年攻读硕士学位研究生招生章程

26招生 | 成都信息工程大学2026年攻读硕士学位研究生招生章程

院校招生 2025.11.15

26招生 | 西华师范大学2026年硕士研究生招生简章

26招生 | 西华师范大学2026年硕士研究生招生简章

院校招生 2025.11.15

26招生 | 四川省社会科学院2026年招收攻读硕士学位研究生招生章程

26招生 | 四川省社会科学院2026年招收攻读硕士学位研究生招生章程

院校招生 2025.11.15

26招生 | 2026年西南民族大学工商管理硕士(MBA)招生简章

26招生 | 2026年西南民族大学工商管理硕士(MBA)招生简章

院校招生 2025.11.15

26招生 | 西南石油大学2026年工商管理硕士(MBA)招生信息

26招生 | 西南石油大学2026年工商管理硕士(MBA)招生信息

院校招生 2025.11.15

26招生 | 四川大学商学院工商管理硕士(MBA方向)2026年招生简章

26招生 | 四川大学商学院工商管理硕士(MBA方向)2026年招生简章

院校招生 2025.11.15

26招生 | 西南科技大学2026年工商管理硕士(MBA)招生简章

26招生 | 西南科技大学2026年工商管理硕士(MBA)招生简章

院校招生 2025.11.15

26招生 | 四川师范大学2026年MPA招生简章

26招生 | 四川师范大学2026年MPA招生简章

院校招生 2025.11.15

26招生 | 四川师范大学2026年MBA招生简章

26招生 | 四川师范大学2026年MBA招生简章

院校招生 2025.11.15

26招生 | 南京师范大学2026年工商管理硕士(MBA)招生简章

26招生 | 南京师范大学2026年工商管理硕士(MBA)招生简章

26招生 | 南京师范大学2026年工商管理硕士(MBA)招生简章26招生 | 南京师范大学2026年工商管理硕士(MBA)招生简章26招生 | 南京师范大学2026年工商管理硕士(MBA)招生简章
院校招生 2025.11.14

26招生 | 宁波大学2026年硕士研究生招生简章

26招生 | 宁波大学2026年硕士研究生招生简章

院校招生 2025.11.14
联考课程 查看更多 >
【考研数学大招课】- 数学先导课

【考研数学大招课】- 数学先导课

151

¥ 2

【考研逻辑大招课】- 形式逻辑得分“兵法”

【考研逻辑大招课】- 形式逻辑得分“兵法”

178

¥ 2

【考研逻辑大招课】- 逻辑真题点拨营

【考研逻辑大招课】- 逻辑真题点拨营

170

¥ 2

备考教材 查看更多 >
考研英语(二)历年真题集(2016-2025年)

考研英语(二)历年真题集(2016-2025年)

33

¥ 16.80

2026管理类联考全家桶套装(含配套课程)

2026管理类联考全家桶套装(含配套课程)

19

¥ 368

考研英语(二)冲刺预测卷

考研英语(二)冲刺预测卷

15

¥ 25.90

赵洁

赵洁 资深备考专家

QQ: 3306270471

TEL:13331153269

立即咨询

免费领取最新备考资料

加入备考交流群

相识不恨晚,备考路上肩并肩

关注都学课堂,了解最新资讯

都学课堂服务号
都学课堂MBA
  • 问老师

  • 手机看课

  • 微信关注

  • 我有意见