本发明专利技术公开了一种大功率磁制冷装置，包括：固态制冷床组合、磁体、蓄冷器、散热器、循环泵、电磁阀组；固态制冷床组合包括：第一固态制冷床和第二固态制冷床，第一固态制冷床、第二固态制冷床分别安装在两个磁体的磁场空隙内，磁场空隙处的磁场为非匀强磁场；蓄冷器通过管路连接分别第一固态制冷床、第二固态制冷床；散热器通过管路连接分别第一固态制冷床、第二固态制冷床；电磁阀组、循环泵设置在管路上，电磁阀组通过管路连接在固态制冷床组合与蓄冷器之间，或者通过管路连接在固态制冷床组合与散热器之间。本发明专利技术还公开了一种大功率磁制冷装置的制冷方法。本发明专利技术能够有效提高磁制冷功率，有利于磁热效应的充分应用。有利于磁热效应的充分应用。有利于磁热效应的充分应用。
【技术实现步骤摘要】
大功率磁制冷装置及其制冷方法
[0001]本专利技术属于室温磁场制冷
，具体涉及一种大功率磁制冷装置及其制冷方法。
技术介绍
[0002]目前，传统压缩制冷对臭氧层会产生危害，会间接导致人类生存环境的变化。根据蒙特利尔协议和京都协议，气体压缩制冷采用无氟的制冷剂，例如R410。虽然新的制冷工质不再对臭氧产生不利影响，但是会导致温室效应，仍然会破坏自然环境。
[0003]由于在传统压缩气体制冷中，制冷剂被压缩机等熵压缩，再进入冷凝器冷却，进入节流阀，最后出节流阀，进入蒸发器，按照这样循环工作，整个热力学循环的四部分是在制冷剂经过不同机械部分完成的。而室温磁场制冷的热力学循环是在蓄热器中完成循环，制冷剂即磁工质不动，只是磁场强度变化，就能完成热力学循环；传统磁制冷系统热力学循环系统简单但是制冷效率低、制冷功率低、磁热效应小，限制了室温磁场制冷技术的推广使用。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种大功率磁制冷装置及其制冷方法，能够有效提高磁制冷功率，有利于磁热效应的充分应用。
[0005]为达到上述目的，本专利技术使用的技术解决方案是：
[0006]大功率磁制冷装置，包括：固态制冷床组合、磁体、蓄冷器、散热器、循环泵、电磁阀组；固态制冷床组合包括：第一固态制冷床和第二固态制冷床，第一固态制冷床、第二固态制冷床分别安装在两个磁体的磁场空隙内，磁场空隙处的磁场为非匀强磁场；蓄冷器通过管路连接分别第一固态制冷床、第二固态制冷床；散热器通过管路连接分别第一固态制冷床、第二固态制冷床；电磁阀组、循环泵设置在管路上，电磁阀组通过管路连接在固态制冷床组合与蓄冷器之间，或者通过管路连接在固态制冷床组合与散热器之间。
[0007]进一步，第一固态制冷床和第二固态制冷床内部填充有球形的磁工质颗粒。
[0008]进一步，固态制冷床组合、磁体底部设置有底座，利用底座支撑；磁体底部设置有支撑辊，支撑辊连接电机的转轴。
[0009]进一步，电磁阀组位于固态制冷床组合与散热器之间，电磁阀组包括：第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀；第一电磁阀、第三电磁阀串接在第二固态制冷床与散热器之间；第二电磁阀、第四电磁阀串接在第一固态制冷床与散热器之间；第五电磁阀一端连接在第一电磁阀、第二电磁阀之间的管路上，另一端连接在第四电磁阀、散热器之间的管路上；第六电磁阀连接在第二电磁阀、第三电磁阀之间的管路上。
[0010]进一步，第一固态制冷床和第二固态制冷床结构相同，包括：制冷床本体、法兰、滤网；法兰连接在制冷床本体两端，滤网固定在制冷床本体、法兰之间；制冷床本体、管路、蓄
冷器、散热器组成密闭流道，流道内部充有换热流体。
[0011]进一步，磁体包括：低碳钢棒、磁环、磁轭，磁环的中心处设置有磁场空隙，低碳钢棒位于磁场空隙处，低碳钢棒、磁场空隙位于同一个轴线上，磁轭设置在磁环外部；过轴线的中心面两侧的扇形磁块的磁场方向对称，同一侧的扇形磁块的磁场方向相切于同一个圆。
[0012]进一步，磁环包括：多个扇形磁块和多个扇形低碳钢块，扇形磁块和扇形低碳钢块间隔排列。
[0013]进一步，低碳钢棒为圆柱形，材料为高磁导率的低碳钢；磁环包括四块扇形磁块和四块扇形低碳钢块，扇形低碳钢块的圆心角为45
°
，扇形磁块包括三个扇形永磁体，扇形永磁体的圆心角为15
°
，三个扇形永磁体的磁场方向相切于同一个圆，并固定在一起。
[0014]大功率磁制冷装置的制冷方法，其特征在于，包括：
[0015]第一电磁阀、第三电磁阀、第二电磁阀、第四电磁阀导通，第五电磁阀、第六电磁阀闭合；低碳钢棒位置固定，固态制冷床组合、磁体安装在底座上，磁体底部的支撑辊连接电机的转轴；第一固态制冷床所在平面垂直于磁场的中心面，第二固态制冷床所在平面平行与磁场的中心面；电机转动，支撑辊带动两个磁体转动，第一固态制冷床的磁场强度减弱，内磁热材料制冷；第二固态制冷床的磁场强度增强，磁热材料制热；循环泵驱动第一固态制冷床内的换热流体流向蓄冷器，换热流体在蓄冷器内完成热量交换，热量交换后的换热流体继续进入第二固态制冷床；第二固态制冷床内的换热流体经第一电磁阀、第三电磁阀流向散热器，换热流体在散热器内完成热量交换，热量交换后的换热流体经第二电磁阀、第四电磁阀继续进入第一固态制冷床；
[0016]第一电磁阀闭合，第三电磁阀导通，第二电磁阀导通，第四电磁阀闭合，第五电磁阀导通，第六电磁阀导通；第一固态制冷床所在平面平行与磁场的中心面，第二固态制冷床所在平面垂直于磁场的中心面；两个磁体转动继续转动，第一固态制冷床的磁场强度逐渐增强，第一固态制冷床内磁热材料制热；第二固态制冷床的磁场强度逐渐减弱，第二固态制冷床内磁热材料制冷；循环泵驱动第二固态制冷床内的换热流体流向蓄冷器，换热流体在蓄冷器内完成热量交换，热量交换后的换热流体继续进入第一固态制冷床；第一固态制冷床内的换热流体经第二电磁阀、第六电磁阀、第三电磁阀流向散热器，换热流体在散热器内完成热量交换，热量交换后的换热流体经第五电磁阀进入第二固态制冷床。
[0017]优选的，磁体连续旋转，第一固态制冷床、第二固态制冷床配合并连续工作。
[0018]本专利技术技术效果包括：
[0019]本专利技术能够实现磁制冷功率最大化，电机连续带动磁体旋转，磁场空隙处的非匀强磁场对第一固态制冷床、第二固态制冷床连续充磁和退磁，大大提高了磁制冷工作效率，有利于磁热效应的充分应用。
[0020]本专利技术能够有效地解决Halbach圆柱型永磁磁路对永磁块用量大的问题。特别是有效地解决了Halbach圆柱型永磁磁路对NdFeB永磁块用量大的问题。
附图说明
[0021]图1是本专利技术中大功率磁制冷装置的结构示意图；
[0022]图2是本专利技术中磁体的结构示意图；
[0023]图3是本专利技术中磁环的磁化方向的示意图；
[0024]图4是本专利技术中磁体的横截面磁场分布图；
[0025]图5是本专利技术中磁体的纵切面磁场分布图。
具体实施方式
[0026]以下描述充分地示出本专利技术的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践和再现。
[0027]如图1所示，是本专利技术中大功率磁制冷装置的结构示意图。
[0028]大功率磁制冷装置的结构包括：固态制冷床组合1、磁体2、蓄冷器3、散热器4、循环泵5、电磁阀组6；固态制冷床组合1包括：第一固态制冷床11和第二固态制冷床12，第一固态制冷床11、第二固态制冷床12分别安装在两个磁体2的磁场空隙24内；蓄冷器3通过管路连接分别第一固态制冷床11、第二固态制冷床12，并位于左侧；散热器4通过管路连接分别第一固态制冷床11、第二固态制冷床12，并位于右侧；电磁阀组6、循环泵5设置在管路上，循环泵5用于给管路中流体提供动力，电磁阀组6用于控制管路内流体的流向；电磁阀组6通过管路连接在固态制冷床组合1与蓄冷器3之间，或者通过管本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种大功率磁制冷装置，其特征在于，包括：固态制冷床组合、磁体、蓄冷器、散热器、循环泵、电磁阀组；固态制冷床组合包括：第一固态制冷床和第二固态制冷床，第一固态制冷床、第二固态制冷床分别安装在两个磁体的磁场空隙内，磁场空隙处的磁场为非匀强磁场；蓄冷器通过管路连接分别第一固态制冷床、第二固态制冷床；散热器通过管路连接分别第一固态制冷床、第二固态制冷床；电磁阀组、循环泵设置在管路上，电磁阀组通过管路连接在固态制冷床组合与蓄冷器之间，或者通过管路连接在固态制冷床组合与散热器之间。2.如权利要求1所述的大功率磁制冷装置，其特征在于，第一固态制冷床和第二固态制冷床内部填充有球形的磁工质颗粒。3.如权利要求1所述的大功率磁制冷装置，其特征在于，固态制冷床组合、磁体底部设置有底座，利用底座支撑；磁体底部设置有支撑辊，支撑辊连接电机的转轴。4.如权利要求1所述的大功率磁制冷装置，其特征在于，电磁阀组位于固态制冷床组合与散热器之间，电磁阀组包括：第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀；第一电磁阀、第三电磁阀串接在第二固态制冷床与散热器之间；第二电磁阀、第四电磁阀串接在第一固态制冷床与散热器之间；第五电磁阀一端连接在第一电磁阀、第二电磁阀之间的管路上，另一端连接在第四电磁阀、散热器之间的管路上；第六电磁阀连接在第二电磁阀、第三电磁阀之间的管路上。5.如权利要求1所述的大功率磁制冷装置，其特征在于，第一固态制冷床和第二固态制冷床结构相同，包括：制冷床本体、法兰、滤网；法兰连接在制冷床本体两端，滤网固定在制冷床本体、法兰之间；制冷床本体、管路、蓄冷器、散热器组成密闭流道，流道内部充有换热流体。6.如权利要求1所述的大功率磁制冷装置，其特征在于，磁体包括：低碳钢棒、磁环、磁轭，磁环的中心处设置有磁场空隙，低碳钢棒位于磁场空隙处，低碳钢棒、磁场空隙位于同一个轴线上，磁轭设置在磁环外部；过轴线的中心面两侧的扇形磁块的磁场方向对称，同一侧的扇形磁块的磁场方向相切于同一个圆。7.如权利要求6所述的大功率磁制冷装置，其特征在于，磁环包括：多个扇形磁块和多个扇形低碳钢块，扇形磁块和扇形低碳钢块间隔排列。...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘翠兰，李兆杰，高磊，黄焦宏，张英德，金培育，程娟，
申请(专利权)人：包头稀土研究院，
类型：发明
国别省市：
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