CN104776632A - 风冷式磁制冷部件、风冷式磁制冷设备及磁制冷空调 - Google Patents

风冷式磁制冷部件、风冷式磁制冷设备及磁制冷空调 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种风冷式磁制冷部件、风冷式磁制冷设备及磁制冷空调。风冷式磁制冷部件，包括两个磁制冷组件、鼓风装置、第一四通换向阀和第二四通换向阀；磁制冷组件包括磁场系统和磁工质床，磁工质床位于磁场系统中，两个磁工质床并联设置并连接在第一四通换向阀和第二四通换向阀之间；鼓风装置具有进风通道和出风通道，进风通道的出口和出风通道的进口分别与第二四通换向阀连接。通过采用空气作为热交换媒介在两个磁工质床中进行热交换，从第一四通换向阀中输出的冷气或热气可以直接用于改变温度，而无需采用进行二次热交换传递，实现风冷式磁制冷部件直接对外部设备进行制冷或制热，简化热交换过程。

Description

风冷式磁制冷部件、风冷式磁制冷设备及磁制冷空调
技术领域
本发明属于磁制冷技术领域，具体地说，是涉及一种风冷式磁制冷部件、风冷式磁制冷设备及磁制冷空调。
背景技术
磁热效应是磁性材料在磁化和退磁过程中由于内部磁熵变化而引起材料吸放热的一种性质，是材料的一种固有特性，磁制冷就是通过材料的磁热效应来实现制冷目的的，是一种具有环保、节能的新技术，而磁制冷设备便是采用磁热效应进行制冷。
目前，磁制冷部件通常包括磁场系统和磁制冷床，磁制冷床中填充中磁工质，通过磁场系统对磁制冷床进行励磁和消磁，以实现磁制冷床中的磁工质制冷和制热。现有技术中的磁制冷部件通常采用热交换液与磁工质进行热交换,然后,再通过被制冷或制热的热交换液与外界其他热交换媒介(空气或液体)进行热交换。由上可知，现有技术中的磁制冷部件无法直接对外部设备进行制冷或制热，热交换过程繁琐。
发明内容
本发明的目的是提供一种风冷式磁制冷部件、风冷式磁制冷设备及磁制冷空调，解决现有技术中磁制冷部件无法直接对外部设备进行制冷或制热，热交换过程繁琐的问题，实现风冷式磁制冷部件直接对外部设备进行制冷或制热，简化热交换过程。
为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：
一种风冷式磁制冷部件，包括两个磁制冷组件、鼓风装置、第一四通换向阀和第二四通换向阀；所述磁制冷组件包括磁场系统和磁工质床，所述磁工质床位于所述磁场系统中，两个所述磁工质床并联设置并连接在所述第一四通换向阀和所述第二四通换向阀之间；所述鼓风装置具有进风通道和出风通道，所述进风通道的出口和所述出风通道的进口分别与所述第二四通换向阀连接。
如上所述的风冷式磁制冷部件，所述进风通道设置有进气风扇，所述出风通道中设置有出气风扇，所述鼓风装置包括电机，所述电机分别与所述进气风扇和所述出气风扇驱动连接。
如上所述的风冷式磁制冷部件，所述进气风扇的转轴设置有进气端齿轮，所述进气端齿轮位于所述进风通道外部，所述出气风扇的转轴设置有出气端齿轮，所述出气端齿轮位于所述出风通道外部；所述电机的转轴上设置有驱动齿轮，所述驱动齿轮分别与所述进气端齿轮和所述出气端齿轮啮合。
如上所述的风冷式磁制冷部件，所述进气端齿轮和所述出气端齿轮的结构尺寸相同。
如上所述的风冷式磁制冷部件，所述磁场系统为电磁场系统；或者，所述磁制冷组件还包括用于驱动所述磁场系统转动的电机。
如上所述的风冷式磁制冷部件，所述风冷式磁制冷部件还包括用于驱动两个所述磁场系统转动的电机，两个所述磁场系统的相位差为180度。
一种风冷式磁制冷设备，包括箱体，还包括上述风冷式磁制冷部件；所述箱体上设置有进风口和出风口，所述进风口和所述出风口分别与所述风冷式磁制冷部件的第一四通换向阀连接。
如上所述的风冷式磁制冷设备，所述进风口中设置有除尘模块，所述出风口设置有除味模块。
如上所述的风冷式磁制冷设备，所述箱体中设置有散热板，所述散热板与所述箱体的内壁之间形成风道，所述进风口和所述出风口与所述风道连通。
一种磁制冷空调，包括外壳，所述外壳上设置有出风口和回风口，还包括上述风冷式磁制冷部件；所述出风口和所述回风口分别与所述风冷式磁制冷部件的第一四通换向阀连接。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明通过采用空气作为热交换媒介，在鼓风装置的作用下，空气将在两个磁工质床中进行热交换，并且通过改变第一四通换向阀和第二四通换向阀连通状态，可以实现第一四通换向阀的其中一个对外接口始终输出冷气，而从第一四通换向阀中输出的冷气或热气可以直接用于改变温度，而无需采用进行二次热交换传递，实现风冷式磁制冷部件直接对外部设备进行制冷或制热，简化热交换过程。与此同时，由于无需采用液态的热交换液作为热交换媒介，对风冷式磁制冷部件整体的密封性能要求较低，减少密封件的用量，并且，由于采用空气作为热交换媒介，避免采用热交换液出现漏液而污染环境。
结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是本发明风冷式磁制冷部件实施例处于状态一的结构示意图；
图2是本发明风冷式磁制冷部件实施例处于状态二的结构示意图；
图3是本发明风冷式磁制冷部件实施例中鼓风装置的结构原理图；
图4是本发明风冷式磁制冷设备实施例的结构示意图；
图5是本发明风冷式磁制冷设备实施例中箱体的结构示意图。 
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
如图1所示，本实施例风冷式磁制冷部件，包括两个磁制冷组件1、鼓风装置2、第一四通换向阀3和第二四通换向阀4；磁制冷组件1包括磁场系统11和磁工质床12，磁工质床12位于磁场系统11中，两个磁工质床12并联设置并连接在第一四通换向阀3和第二四通换向阀4之间；鼓风装置2具有进风通道21和出风通道22，进风通道21的出口和出风通道22的进口分别与第二四通换向阀4连接。
具体而言，本实施例风冷式磁制冷部件采用空气作为热交换媒介，在鼓风装置2的作用下，外界空气通过进风通道21进入到其中一磁制冷组件1中进行热交换，然后通过第一四通换向阀3的端口输出；同时，通过第一四通换向阀3的另一端口进入到本实施例风冷式磁制冷部件中的空气，将进入到另一磁制冷组件1中进行热交换，然后通过出风通道22排至大气中。可以根据制冷和制热的需要，通过控制第一四通换向阀3和第二四通换向阀4的连通方式，实现从第一四通换向阀3的端口始终输出冷气或热气，以达到制冷或制热的功能。
以下结合附图1和图2，以从第一四通换向阀3的端口始终输出冷气为例，进行说明本实施例风冷式磁制冷部件的工作过程：如图1所示，位于图中上部的磁制冷组件1励磁制热，而位于图中下部的磁制冷组件1消磁制冷，外界空气通过进风通道21进入到鼓风装置2中并通过第二四通换向阀4进入到位于图中下部的磁制冷组件1中进行制冷，被制冷后的空气通过第一四通换向阀3的端口输出至外部设备中；而外部设备中热交换完的空气通过第一四通换向阀3的另一端口进入到位于图中上部的磁制冷组件1中进行加热，被加热的空气通过第二四通换向阀4进入到出风通道22中排出至外界大气。如图2所示，位于图中上部的磁制冷组件1消磁制冷，而位于图中下部的磁制冷组件1励磁制热，此时，第一四通换向阀3和第二四通换向阀4均切换连通状态，外界空气通过进风通道21进入到鼓风装置2中并通过第二四通换向阀4进入到位于图中上部的磁制冷组件1中进行制冷，被制冷后的空气通过第一四通换向阀3的端口输出至外部设备中；而外部设备中热交换完的空气通过第一四通换向阀3的另一端口进入到位于图中下部的磁制冷组件1中进行加热，被加热的空气通过第二四通换向阀4进入到出风通道22中排出至外界大气。
其中，本实施例中的鼓风装置2可以在进风通道21和出风通道22中分别设置独立的风扇结构，为了实现进风通道21和出风通道22同步进出风，如图1和图3所示，进风通道21设置有进气风扇211，出风通道22中设置有出气风扇221，鼓风装置包括电机23，电机23分别与进气风扇211和出气风扇221驱动连接。具体的，电机23能够同步驱动进气风扇211和出气风扇221转动，以实现进气和出气同步进行，确保整个气体循环流路气压均衡。优选的，进气风扇211的转轴设置有进气端齿轮212，进气端齿轮212位于进风通道21外部，出气风扇221的转轴设置有出气端齿轮222，出气端齿轮222位于出风通道22外部；电机23的转轴上设置有驱动齿轮231，驱动齿轮231分别与进气端齿轮212和出气端齿轮222啮合。电机23输出的动力，通过驱动齿轮231分别传输给与之啮合进气端齿轮212和出气端齿轮222，从而驱动进气风扇211和出气风扇221以相反的方向转动，而进气端齿轮212和出气端齿轮222的结构尺寸相同，这样便可以使得进气速度与出气速度一致，确保整个气流回路气压保持稳定。
另外，本实施例中的磁场系统11产生的磁场可以通过永磁体实现，也可以采用电磁铁实现，具体的，本实施例中的磁场系统1可以采用电磁场系统，通过控制通断电，便可以实现磁场系统1中磁场的变化；或者，磁制冷组件1还包括用于驱动磁场系统11转动的电机（未图示），此时，磁场系统11可以为永磁体或电磁铁，电机驱动磁场系统11转动过程中便可以完成磁场的变化；或者，本实施例风冷式磁制冷部件还包括用于驱动两个磁场系统1转动的电机（未图示），两个磁场系统1的相位差为180度，磁场系统11可以为永磁体或电磁铁，电机驱动两个磁场系统11转动时，由于两个磁场系统1的相位差为180度，便可以实现两个磁制冷组件1交替进行制冷和制热。
本实施例风冷式磁制冷部件，通过采用空气作为热交换媒介，在鼓风装置的作用下，空气将在两个磁工质床中进行热交换，并且通过改变第一四通换向阀和第二四通换向阀连通状态，可以实现第一四通换向阀的其中一个对外接口始终输出冷气，而从第一四通换向阀中输出的冷气或热气可以直接用于改变温度，而无需采用进行二次热交换传递，实现风冷式磁制冷部件直接对外部设备进行制冷或制热，简化热交换过程。与此同时，由于无需采用液态的热交换液作为热交换媒介，对风冷式磁制冷部件整体的密封性能要求较低，减少密封件的用量，并且，由于采用空气作为热交换媒介，避免采用热交换液出现漏液而污染环境。
图4是本发明风冷式磁制冷设备实施例的结构示意图。如图4所示，本实施例风冷式磁制冷设备，包括箱体100，还包括上述风冷式磁制冷部件200；箱体100上设置有进风口101和出风口102，进风口101和出风口102分别与风冷式磁制冷部件200的第一四通换向阀201连接。
具体而言，本实施例风冷式磁制冷设备采用风冷式磁制冷部件200产生的冷气作为冷源进行制冷，风冷式磁制冷部件200产生的冷气直接进入到箱体100中对箱体100中的物品进行制冷。其中，为了避免外界灰尘进入到箱体100中对箱体100中的物品造成污染，同时，也为了避免箱体100中的内部气味释放至大气造成环境异味，进风口101中设置有除尘模块1011，出风口102设置有除味模块1021，通过除尘模块1011能够有效的过滤掉进入到箱体100中空气所含的灰尘等杂物，而除味模块1021能够过滤掉箱体100中气体所含的气味，使得排出至大气的气体没有异味。同样的，如图5所示，箱体100中还可以设置有散热板103，散热板103与箱体100的内壁之间形成风道，进风口101和出风口102与风道连通，此时，风冷式磁制冷部件200产生的冷气在风道中循环，冷气的冷量通过散热板103散发到箱体100中对物品进行制冷。
本发明还提供一种磁制冷空调，包括外壳，外壳上设置有出风口和回风口，还包括上述风冷式磁制冷部件；出风口和回风口分别与风冷式磁制冷部件的第一四通换向阀连接。具体的，磁制冷空调中的风冷式磁制冷部件可以采用本发明风冷式磁制冷部件实施例中的具体结构，在此不再赘述。可以根据制冷和制热需要，将风冷式磁制冷部件产生的冷气或热气通过出风口输送至室内，便可以对室内进行制冷和制热处理，以实现常规空调的相关功能。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种风冷式磁制冷部件，其特征在于，包括两个磁制冷组件、鼓风装置、第一四通换向阀和第二四通换向阀；所述磁制冷组件包括磁场系统和磁工质床，所述磁工质床位于所述磁场系统中，两个所述磁工质床并联设置并连接在所述第一四通换向阀和所述第二四通换向阀之间；所述鼓风装置具有进风通道和出风通道，所述进风通道的出口和所述出风通道的进口分别与所述第二四通换向阀连接。
2. 根据权利要求1所述的风冷式磁制冷部件，其特征在于，所述进风通道设置有进气风扇，所述出风通道中设置有出气风扇，所述鼓风装置包括电机，所述电机分别与所述进气风扇和所述出气风扇驱动连接。
3. 根据权利要求2所述的风冷式磁制冷部件，其特征在于，所述进气风扇的转轴设置有进气端齿轮，所述进气端齿轮位于所述进风通道外部，所述出气风扇的转轴设置有出气端齿轮，所述出气端齿轮位于所述出风通道外部；所述电机的转轴上设置有驱动齿轮，所述驱动齿轮分别与所述进气端齿轮和所述出气端齿轮啮合。
4. 根据权利要求3所述的风冷式磁制冷部件，其特征在于，所述进气端齿轮和所述出气端齿轮的结构尺寸相同。
5. 根据权利要求1-4任一所述的空调送风装置，其特征在于，所述磁场系统为电磁场系统；或者，所述磁制冷组件还包括用于驱动所述磁场系统转动的电机。
6. 根据权利要求1-4任一所述的风冷式磁制冷部件，其特征在于，所述风冷式磁制冷部件还包括用于驱动两个所述磁场系统转动的电机，两个所述磁场系统的相位差为180度。
7. 一种风冷式磁制冷设备，包括箱体，其特征在于，还包括如权利要求1-6任一所述的风冷式磁制冷部件；所述箱体上设置有进风口和出风口，所述进风口和所述出风口分别与所述风冷式磁制冷部件的第一四通换向阀连接。
8. 根据权利要求7所述的风冷式磁制冷设备，其特征在于，所述进风口中设置有除尘模块，所述出风口设置有除味模块。
9. 根据权利要求7所述的风冷式磁制冷设备，其特征在于，所述箱体中设置有散热板，所述散热板与所述箱体的内壁之间形成风道，所述进风口和所述出风口与所述风道连通。
10.一种磁制冷空调，包括外壳，所述外壳上设置有出风口和回风口，其特征在于，还包括如权利要求1-6任一所述的风冷式磁制冷部件；所述出风口和所述回风口分别与所述风冷式磁制冷部件的第一四通换向阀连接。
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