复合制冷系统及其控制方法技术方案

本申请提供一种复合制冷系统及其控制方法。该复合制冷系统包括蒸发冷却系统(6)和磁制冷系统，磁制冷系统包括依次连接的第一泵(1)、第一换热器(2)、第一蓄冷器(3)、第二换热器(4)和第二蓄冷器(5)，蒸发冷却系统(6)被配置为对第一换热器(2)进行蒸发冷却，以调整第一换热器(2)内的换热流体的温度，第一泵(1)的出口能够选择地与第一换热器(2)或者第二换热器(4)连通。根据本申请的复合制冷系统，能够改善磁热材料的工作温度，兼顾大冷量和大温跨的问题，提高复合制冷系统的工作效率。

【技术实现步骤摘要】
复合制冷系统及其控制方法
本申请涉及制冷
，具体涉及一种复合制冷系统及其控制方法。
技术介绍
随着传统蒸汽压缩式制冷技术在对环境的不友好性和换热效率方面的弊端日渐明显，新型制冷技术(非蒸气压缩式制冷)的研发日趋紧迫。磁制冷技术则是发展前景最被看好的新型制冷技术之一，尤其是其在环境友好性和高效能方面的优势十分突出，相比传统蒸汽压缩式制冷，磁制冷的制冷效率可达卡诺循环效率的40％～50％，比传统的压缩制冷方式高30％左右；此外磁制冷方式采用磁性材料进行固-液换热，无对环境有害的气体；并且磁复合制冷系统的运行频率低，产生的噪声小。凭借上述优势，磁制冷技术成为近年来受关注度最高的新制冷技术。磁复合制冷系统是一种利用磁热材料的物理特性进行制冷的设备，该装置的技术基础是磁热材料的磁热效应，即：在对磁热材料施加变化磁场时，会导致磁热材料温度的升高或者降低，磁场强度增加时材料磁熵减小、放热、温度升高，磁场强度降低时材料磁熵增加、吸热、温度降低。但是由于目前磁热材料的材料属性的限制，使得磁复合制冷系统的环境温度使用范围受到了较大的限制，存在无法兼顾大冷量和大温跨的问题。专利文件US20070240428A1公开了一种复合制冷系统，其采用混合制冷系统，该系统包括第一制冷剂循环的蒸汽压缩制冷循环装置和使第二制冷剂循环的磁制冷循环装置，其技术方案在于通过将磁制冷循环的热端换热器与蒸汽压缩制冷循环的冷端换热器进行热交换，让磁制冷循环系统内的换热流体可以进行两级冷却，使得磁制冷循环系统中的冷端换热器可以达到更低的温度，进而实现深度制冷。上述现有技术仍无法解决磁制冷系统的温跨小导致的推广性差的问题。
技术实现思路
因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种复合制冷系统及其控制方法，能够改善磁热材料的工作温度，兼顾大冷量和大温跨的问题，提高复合制冷系统的工作效率。为了解决上述问题，本申请提供一种复合制冷系统，包括蒸发冷却系统和磁制冷系统，磁制冷系统包括依次连接的第一泵、第一换热器、第一蓄冷器、第二换热器和第二蓄冷器，蒸发冷却系统被配置为对第一换热器进行蒸发冷却，以调整第一换热器内的换热流体的温度，第一泵的出口能够选择地与第一换热器或者第二换热器连通。优选地，第一泵为双向泵。优选地，磁制冷系统还包括控制阀，控制阀被配置为调节第一泵出口的换热流体的流动路径，以使第一泵的出口能够选择地与第一换热器或者第二换热器连通。优选地，蒸发冷却系统包括水箱、第二泵和喷淋装置，第二泵被配置为将水箱的水泵送至喷淋装置，喷淋装置设置在第一换热器上方，喷淋装置被配置为对第一换热器进行喷淋。优选地，水箱设置在第一换热器的下方，并回收喷淋装置的喷淋水。优选地，蒸发冷却系统还包括进风口和排风口，第一换热器设置在进风口和排风口之间。优选地，蒸发冷却系统还包括风机，排风口设置在喷淋装置上方，进风口对应于第一换热器的底部设置，风机设置在排风口处。优选地，第一蓄冷器外并联设置有第一旁通管路，第一旁通管路上设置有第一控制阀；和/或，第二蓄冷器外并联设置有第二旁通管路，第二旁通管路上设置有第二控制阀。根据本申请的另一方面，提供了一种上述的复合制冷系统的控制方法，包括：获取制冷区域的实时温度T1；获取制冷区域的目标温度T3；判断|T3-T1|与a之间的关系；当|T3-T1|＞a时，控制复合制冷系统运行复合制冷模式；当|T3-T1|≤a时，控制复合制冷系统运行磁制冷模式或蒸发冷却制冷模式。优选地，控制复合制冷系统运行复合制冷模式的步骤包括：控制蒸发冷却系统运行；获取第一蓄冷器和第二蓄冷器在处于去磁状态时的入口工作温度范围T4～T5；获取第一换热器内的换热流体的实时温度T2；检测T2是否满足T4≤T2≤T5；若不满足T4≤T2≤T5，则停止或不启动磁制冷系统；每隔△t2时间检测一次换热流体的实时温度T2，并再次进行判断，直到换热流体的实时温度T2满足条件T4≤T2≤T5；若满足T4≤T2≤T5，则启动磁制冷系统或继续运行磁制冷系统；每隔△t3读取换热流体的实时温度T2，并判断换热流体的实时温度T2是否满足条件T4≤T2≤T5。优选地，控制复合制冷系统运行磁制冷模式或蒸发冷却制冷模式的步骤包括：获取非制冷区域的实时温度T6；判断T6与设定温度b之间的关系；当T6≤b时，控制复合制冷系统运行蒸发冷却制冷模式；当T6＞b时，控制复合制冷系统运行磁制冷模式。优选地，控制复合制冷系统运行蒸发冷却制冷模式的步骤包括：控制第一蓄冷器和第二蓄冷器停止工作；控制第一泵运行；控制第二泵运行，将水箱中的水泵送至第一换热器上方的喷淋装置处，通过喷淋装置喷淋第一换热器进行蒸发冷却；使换热流体依次流经第一泵、第一换热器和第二换热器，形成流动循环。优选地，控制复合制冷系统运行蒸发冷却制冷模式的步骤包括：控制第一蓄冷器和第二蓄冷器停止工作；控制第一旁通管路和第二旁通管路连通；控制第一泵运行；控制第二泵运行，将水箱中的水泵送至第一换热器上方的喷淋装置处，通过喷淋装置喷淋第一换热器进行蒸发冷却；使换热流体依次流经第一泵、第一换热器和第二换热器，形成流动循环。优选地，控制复合制冷系统运行磁制冷模式的步骤包括：控制蒸发冷却系统停止工作；获取第一蓄冷器和第二蓄冷器的工作状态；当第一蓄冷器去磁，第二蓄冷器加磁时，控制第一泵运行；控制换热流体依次流经第一泵、第一换热器、第一蓄冷器、第二换热器和第二蓄冷器，形成流动循环；当第一蓄冷器加磁，第二蓄冷器去磁时，控制第一泵运行；控制换热流体依次流经第一泵、第二蓄冷器、第二换热器、第一蓄冷器和第一换热器，形成流动循环。本申请提供的复合制冷系统，包括蒸发冷却系统和磁制冷系统，磁制冷系统包括依次连接的第一泵、第一换热器、第一蓄冷器、第二换热器和第二蓄冷器，蒸发冷却系统被配置为对第一换热器进行蒸发冷却。该复合制冷系统可以通过蒸发冷却系统控制第一换热器内的流体温度，使得第一换热器内的流体温度能够调节至磁热材料适宜工作的温度范围，从而能够提高复合制冷系统的制冷效率，实现大冷量和大温跨，提高复合制冷系统的工作效率。附图说明图1为本申请一个实施例的复合制冷系统的系统结构图；图2为本申请一个实施例的复合制冷系统的磁制冷模式示意图；图3为本申请一个实施例的复合制冷系统的蒸发冷却模式示意图；图4为本申请一个实施例的复合制冷系统的系统结构图；图5为本申请一个实施例的复合制冷系统的控制方法流程图。附图标记表示为：1、第一泵；2、第一换热器；3、第一蓄冷器；4、第二换热器；5、第二蓄冷器；6、蒸发冷却系统；61、水箱；62、第二泵；63、喷淋装置；64、风机；65、进风口；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合制冷系统，其特征在于，包括蒸发冷却系统(6)和磁制冷系统，磁制冷系统包括依次连接的第一泵(1)、第一换热器(2)、第一蓄冷器(3)、第二换热器(4)和第二蓄冷器(5)，蒸发冷却系统(6)被配置为对第一换热器(2)进行蒸发冷却，以调整第一换热器(2)内的换热流体的温度，第一泵(1)的出口能够选择地与第一换热器(2)或者第二换热器(4)连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合制冷系统，其特征在于，包括蒸发冷却系统(6)和磁制冷系统，磁制冷系统包括依次连接的第一泵(1)、第一换热器(2)、第一蓄冷器(3)、第二换热器(4)和第二蓄冷器(5)，蒸发冷却系统(6)被配置为对第一换热器(2)进行蒸发冷却，以调整第一换热器(2)内的换热流体的温度，第一泵(1)的出口能够选择地与第一换热器(2)或者第二换热器(4)连通。


2.根据权利要求1的复合制冷系统，其特征在于，第一泵(1)为双向泵。


3.根据权利要求1的复合制冷系统，其特征在于，磁制冷系统还包括控制阀，控制阀被配置为调节第一泵(1)出口的换热流体的流动路径，以使第一泵(1)的出口能够选择地与第一换热器(2)或者第二换热器(4)连通。


4.根据权利要求1的复合制冷系统，其特征在于，蒸发冷却系统(6)包括水箱(61)、第二泵(62)和喷淋装置(63)，第二泵(62)被配置为将水箱(61)的水泵送至喷淋装置(63)，喷淋装置(63)设置在第一换热器(2)上方，喷淋装置(63)被配置为对第一换热器(2)进行喷淋。


5.根据权利要求4的复合制冷系统，其特征在于，水箱(61)设置在第一换热器(2)的下方，并回收喷淋装置(63)的喷淋水。


6.根据权利要求4的复合制冷系统，其特征在于，蒸发冷却系统(6)还包括进风口(65)和排风口(66)，第一换热器(2)设置在进风口(65)和排风口(66)之间。


7.根据权利要求6的复合制冷系统，其特征在于，蒸发冷却系统(6)还包括风机(64)，排风口(66)设置在喷淋装置(63)上方，进风口(65)对应于第一换热器(2)的底部设置，风机(64)设置在排风口(66)处。


8.根据权利要求1的复合制冷系统，其特征在于，第一蓄冷器(3)外并联设置有第一旁通管路，第一旁通管路上设置有第一控制阀；和/或，第二蓄冷器(5)外并联设置有第二旁通管路，第二旁通管路上设置有第二控制阀。


9.一种如权利要求1至8中任一项的复合制冷系统的控制方法，其特征在于，包括：
获取制冷区域的实时温度T1；
获取制冷区域的目标温度T3；
判断|T3-T1|与a之间的关系；
当|T3-T1|＞a时，控制复合制冷系统运行复合制冷模式；
当|T3-T1|≤a时，控制复合制冷系统运行磁制冷模式或蒸发冷却制冷模式。


10.根据权利要求9的控制方法，其特征在于，控制复合制冷系统运行复合制冷模式的步骤包括：
控制蒸发冷却系统(6)运行；
获取第一蓄冷器(3)和第二蓄冷器(5)在处于去磁状态时的入口磁热材料的工作温...

【专利技术属性】
技术研发人员：李大全，杨蓉，汪魁，罗胜，
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