一种蓄冷器和磁制冷系统和控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种蓄冷器和磁制冷系统和控制方法，蓄冷器包括：分隔的第一腔室和第二腔室，第一腔室和第二腔室中均设置有磁工质，且第一腔室的一端连通设置有第一进口、另一端连通设置有第一出口，第二腔室的一端连通设置有第二进口、另一端连通设置有第二出口，蓄冷器能够设置于磁制冷系统中、使得蓄冷器加磁时换热流体只从第一进口进入第一腔室中而被加热、而后第一出口流出，蓄冷器去磁时换热流体只从第二进口进入第二腔室中而被降温、而后从第二出口流出。通过本发明专利技术提供了两个流动方向相反用于不同的加磁和去磁的独立的流路和腔室，解决蓄冷器会滞留体积并且反向流动的问题，有效地提高了换热效率；并且简化了管路并降低了成本。

【技术实现步骤摘要】
一种蓄冷器和磁制冷系统和控制方法
本专利技术属于磁制冷
，具体涉及一种蓄冷器和磁制冷系统和控制方法。
技术介绍
磁制冷技术是一种把磁性材料的磁热效应应用于制冷领域的技术，磁热效应是磁性材料的一种固有属性，它是将外磁场的变化所引起的材料自身磁熵改变，同时伴随着材料吸热、放热过程。例如对于铁磁性材料来说，磁热效应在它的居里温度(磁有序-无序转变的温度)附近最为显著，当作用有外磁场时，该材料的磁熵值降低并放出热量；反之，当去除外磁场时，材料的磁熵值升高并吸收热量，这就和气体的压缩-膨胀过程中所引起的放热-吸热现象相似。磁制冷是一种绿色环保的新型制冷技术。与传统蒸汽压缩式制冷相比，磁制冷采用磁性材料作为制冷工质，对臭氧层无破坏作用，无温室效应，磁制冷技术近年来得到了较快地发展，其发展前景被各国专家所看好。一个完整的蓄冷器循环包括4个过程：(1)加磁:装有磁工质的回热器进入磁场空间；(2)热流动:流体在活塞驱动下,从冷端换热器流过AMR到热端换热器，并放出热量；(3)去磁:装有磁工质的回热器退出磁场空间；(4)冷流动：流体从热端换热器流过回热器到冷端换热器，并从冷端换热器吸收热量。连续上述过程就可以实现制冷。但是磁制冷系统中管路、蓄冷器中会存在滞留体积的问题：热流动结束后管路、蓄冷器中会存在滞留体积，这些滞留体积温度较高，在冷流动过程开始时，这些流体反向流入冷端换热器，向冷端换热器释放热量；冷流动结束后，管路、蓄冷器中存在温度较低的流体，这些流体本应流向冷端换热器吸收热量，在热流动开始时刻，这些流体反向流入热端换热器，这会降低系统制冷量。为解决管路中的滞留体积，申请号201811582894.4的专利中提出了如图1所示的磁制冷样机系统流路图，系统包括磁装置、蓄冷器、冷端换热器、热端换热器、单向阀、流体、活塞。其中11、12为蓄冷器，蓄冷器是填充磁工质的容器，磁工质以颗粒状、片状或粉末状填充在蓄冷器中，蓄冷器11、12形状相同，都拥有一个开口，一个入口，磁工质在蓄冷器中不分层；21、22为活塞杆，21推动流体向上流动，22推动流体向下流动。31、32冷端换热器，流体从包含去磁的磁工质蓄冷器流出之后，进入冷端换热器，吸收冷端换热器热量，从而制冷。41、42为热端换热器，流体吸收磁工质热量，并将热量传递给热端换热器。51、52、61、62、71、72为单向阀，其作用是限定流体的流向。该样机的循环包括两个过程，过程1：杆21推动流体向上流动，流体经过单向阀51，流入蓄冷器11，流体释放热量给蓄冷器11，流体温度降低，之后经单项阀61流入冷端换热器，并吸收冷端换热器的热量，然后流入蓄冷器12，流体温度升高，进入热端换热器41，释放热量给冷端换热器41，最后经单向阀71流回活塞。过程2：杆22推动流体向下流动，流体经过单向阀52，流入蓄冷器12，流体释放热量给蓄冷器12，流体温度降低，之后经单项阀62流入冷端换热器，并吸收冷端换热器的热量，然后流入蓄冷器11，流体温度升高，进入热端换热器42，释放热量给冷端换热器42，最后经单向阀72流回活塞。虽然这种流路可以解决系统中管路的滞留体积反向流动的问题，但蓄冷器仍会存在滞留体积反向流动的问题。而且这个系统的流路复杂，单向阀数量较多。而且现有蓄冷器中的磁工质会存在磁工质加磁与去磁的温度显著偏离居里温度的问题，导致磁热效应变弱，从而降低制冷量。由于现有技术中的磁制冷系统中的蓄冷器内部存在滞留体积，滞留体积反向流动会导致换热效率降低；且以往磁制冷系统中大多需要较多的单向阀，导致成本高、管路复杂；磁工质在加磁与去磁的工作温度会偏离居里温度，严重降低制冷性能等技术问题，因此本专利技术研究设计出一种蓄冷器和磁制冷系统和控制方法。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的磁制冷系统中存在蓄冷器内部存在滞留体积，滞留体积反向流动会导致换热效率降低的缺陷，从而提供一种蓄冷器和磁制冷系统和控制方法。本专利技术提供一种蓄冷器，其包括：分隔的第一腔室和第二腔室，所述第一腔室和所述第二腔室中均设置有磁工质，且所述第一腔室的一端连通设置有第一进口、另一端连通设置有第一出口，所述第二腔室的一端连通设置有第二进口、另一端连通设置有第二出口，所述蓄冷器能够设置于磁制冷系统中、使得所述蓄冷器加磁时换热流体只从所述第一进口进入所述第一腔室中而被加热、而后所述第一出口流出，所述蓄冷器去磁时换热流体只从所述第二进口进入所述第二腔室中而被降温、而后从所述第二出口流出。优选地，所述第一腔室和所述第二腔室之间设置有阻隔体，通过所述阻隔体实现所述第一腔室和所述第二腔室之间的流体分隔。优选地，所述阻隔体为沿从所述第一进口至所述第一出口的方向延伸设置；和/或，所述阻隔体为铜片；和/或，所述阻隔体为至少两个，且至少两个所述阻隔体沿从所述第一腔室至所述第二腔室的方向依次排布设置。优选地，所述第一腔室和所述第二腔室之间还设置有半导体制冷片，所述半导体制冷片为沿从所述第一进口至所述第一出口的方向延伸设置，所述半导体制冷片通电时能传递热量，断电时能阻止热量传递。优选地，当所述蓄冷器包括阻隔体时，所述阻隔体包括设置于所述半导体制冷片和所述第一腔室之间的第一金属片、和设置于所述半导体制冷片和所述第二腔室之间的第二金属片。优选地，所述半导体制冷片为至少两片、且沿流体流动方向的垂直的方向依次排布，且至少两片所述半导体制冷片彼此间隔设置或相接为一体而设置。优选地，所述蓄冷器内部填充居里温度不同的多种磁工质，且多种磁工质沿流体流动方向的垂直的方向被布置为多层结构，每种磁工质占据至少一层。优选地，每片所述半导体制冷片与每层所述磁工质一一对应设置。优选地，还包括控制装置和温度传感器，所述温度传感器能够检测所述第一腔室和/或所述第二腔室中磁工质的温度，且当检测到所述第一腔室和/或所述第二腔室中磁工质的温度处于居里温度范围内时，所述控制装置控制所述半导体制冷片断电，当检测到所述第一腔室和/或所述第二腔室中磁工质的温度处于居里温度范围以外时，所述控制装置控制所述半导体制冷片通电。优选地，所述居里温度范围为[T居-t误差，T居+t误差]，其中T居为当前磁工质的居里温度，t误差为误差温度。本专利技术还提供一种磁制冷系统，其包括一个前任一项所述的蓄冷器，其为第一蓄冷器，还包括第二热端换热器、第一冷端换热器、第二冷端换热器和第一泵，且所述第一进口通过第一管路与所述第二冷端换热器连通、所述第二出口通过第二管路与所述第一冷端换热器连通，所述第一出口通过第三管路与所述第二热端换热器连通、所述第二进口通过第四管路与所述第一泵连通。优选地，还包括第二蓄冷器，其也包括分隔的第三腔室和第四腔室，所述第三腔室和所述第四腔室中均设置有磁工质，且所述第三腔室的一端连通设置有第三进口、另一端连通设置有第三出口，所述第四腔室的一端连通设置有第四进口、另一端连通设置有第四出口。优选地，所述第二蓄冷器还包括设置于所述第三腔室和所述第四腔室之间的第二半导体制冷片，所述第二半导体制冷片也能根据第二蓄冷器中磁工质的温度而被控制器控制进行通电和断电之间的切换；和/或，所述第三腔室和所述第四腔室之间还设置有用于进行流体分隔的金属片。优选地，所述磁制冷系统还包括第一热端换热器和第二泵，且本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蓄冷器，其特征在于：包括：分隔的第一腔室(111)和第二腔室(115)，所述第一腔室(111)和所述第二腔室(115)中均设置有磁工质，且所述第一腔室(111)的一端连通设置有第一进口(116)、另一端连通设置有第一出口(117)，所述第二腔室(115)的一端连通设置有第二进口(118)、另一端连通设置有第二出口(119)，所述蓄冷器能够设置于磁制冷系统中、使得所述蓄冷器加磁时换热流体只从所述第一进口(116)进入所述第一腔室(111)中而被加热、而后所述第一出口(117)流出，所述蓄冷器去磁时换热流体只从所述第二进口(118)进入所述第二腔室(115)中而被降温、而后从所述第二出口(119)流出。

【技术特征摘要】
1.一种蓄冷器，其特征在于：包括：分隔的第一腔室(111)和第二腔室(115)，所述第一腔室(111)和所述第二腔室(115)中均设置有磁工质，且所述第一腔室(111)的一端连通设置有第一进口(116)、另一端连通设置有第一出口(117)，所述第二腔室(115)的一端连通设置有第二进口(118)、另一端连通设置有第二出口(119)，所述蓄冷器能够设置于磁制冷系统中、使得所述蓄冷器加磁时换热流体只从所述第一进口(116)进入所述第一腔室(111)中而被加热、而后所述第一出口(117)流出，所述蓄冷器去磁时换热流体只从所述第二进口(118)进入所述第二腔室(115)中而被降温、而后从所述第二出口(119)流出。2.根据权利要求1所述的蓄冷器，其特征在于：所述第一腔室(111)和所述第二腔室(115)之间设置有阻隔体，通过所述阻隔体实现所述第一腔室(111)和所述第二腔室(115)之间的流体分隔。3.根据权利要求2所述的蓄冷器，其特征在于：所述阻隔体为沿从所述第一进口(116)至所述第一出口(117)的方向延伸设置；和/或，所述阻隔体为铜片；和/或，所述阻隔体为至少两个，且至少两个所述阻隔体沿从所述第一腔室(111)至所述第二腔室(115)的方向依次排布设置。4.根据权利要求1-3中任一项所述的蓄冷器，其特征在于：所述第一腔室(111)和所述第二腔室(115)之间还设置有第一半导体制冷片(113)，所述第一半导体制冷片(113)为沿从所述第一进口(116)至所述第一出口(117)的方向延伸设置，所述第一半导体制冷片(113)通电时能传递热量，断电时能阻止热量传递。5.根据权利要求4所述的蓄冷器，其特征在于：当所述蓄冷器包括阻隔体时，所述阻隔体包括设置于所述第一半导体制冷片(113)和所述第一腔室(111)之间的第一金属片(112)、和设置于所述第一半导体制冷片(113)和所述第二腔室(115)之间的第二金属片(114)。6.根据权利要求4或5所述的蓄冷器，其特征在于：所述第一半导体制冷片(113)为至少两片、且沿流体流动方向的垂直的方向依次排布，且至少两片所述第一半导体制冷片(113)彼此间隔设置或相接为一体而设置。7.根据权利要求6所述的蓄冷器，其特征在于：所述蓄冷器内部填充居里温度不同的多种磁工质，且多种磁工质沿流体流动方向的垂直的方向被布置为多层结构，每种磁工质占据至少一层。8.根据权利要求7所述的蓄冷器，其特征在于：每片所述第一半导体制冷片(113)与每层所述磁工质一一对应设置。9.根据权利要求4-8中任一项所述的蓄冷器，其特征在于：还包括控制装置和温度传感器，所述温度传感器能够检测所述第一腔室和/或所述第二腔室中磁工质的温度，且当检测到所述第一腔室和/或所述第二腔室中磁工质的温度处于居里温度范围内时，所述控制装置控制所述第一半导体制冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振雨，汪魁，罗胜，杨蓉，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44