CN108413675A - 一种基于磁制冷的模块化冰箱 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于磁制冷的模块化冰箱，包括主机模块(1)和n个制冷室模块，所述n为大于或等于1的整数，所述主机模块(1)与n个制冷室模块(21；22…2n)之间串联管路连接。主机模块(1)为一端，逐个连接制冷室模块，直至连接到另一端的最末级制冷室模块(2n)。本发明的磁制冷模块化冰箱实现磁制冷冰箱的模块化结构设置，将磁制冷冰箱分成相对独立的不同功能的模块，通过任意搭配冰箱的各个模块，满足人们的个性化需求，从而提高了冰箱的利用率和节约了资源。

Description

一种基于磁制冷的模块化冰箱

技术领域：

本发明涉及制冷装置，尤其是一种磁制冷冰箱。

背景技术：

冰箱是人们日常生活中一种必不可少的家用电器。目前，主流的冰箱具有冷藏室和冷冻室，它们的容量无法改变。人们在长期使用的过程中，由于季节变化或家庭成员增加等因素的影响，会对冰箱冷藏和冷冻的需求发生改变，因此，能够满足个性化需求的模块化冰箱备受人们追捧。模块化冰箱通过将冰箱分成相互独立的不同功能的模块，使其以模块为单元进行合理组合，提高了冰箱的利用率，节约了资源。

模块化冰箱的关键技术是如何将制冷机构产生的冷量传递至各个模块中。目前主流的冰箱制冷机主要采用蒸汽压缩式制冷，即利用工质蒸发吸热、凝结放热的原理，通常包含压缩机、节流器、冷凝器、蒸发器等部件，采用的制冷工质一般为氢氟氯烃、氟氯烃等。若以该技术构建模块化冰箱，冷量传递方式一般为每个模块中都配有蒸发器，使工质可以直接对该模块进行冷却，强化了冷量传递，但在增加或更改模块时，不可避免的会导致工质气体的泄露，破坏环境，危害人身安全。因此，既环保又具有模块化的冰箱成为一个热门的研究方向。

磁制冷技术是一种基于材料物性的固态制冷方式，采用液体或气体等环保介质作为传热流体，通常具有零全球变暖潜能值、零臭氧消耗潜能值、内禀高效、低噪音与低振动特点。现有技术中磁制冷模块通常包括热端散热器、冷端散热器。热交换液驱动泵和磁制冷组件，而磁制冷组件包括磁体和磁制冷床，磁制冷床中填充磁工质，通过磁体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。因此，采用磁制冷技术解决了冰箱的环保问题，但是，还存在磁制冷技术的模块化结构问题没有解决，这将使磁制冷冰箱不能分成相对独立的不同功能的模块，不能按照人们的个性化需求，任意搭配冰箱的各个模块，从而无法提高冰箱的利用率和无法更加节约资源。

技术内容

本发明提供一种基于磁制冷的模块化冰箱，实现磁制冷冰箱的模块化结构。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是：一种基于磁制冷的模块化冰箱，包括主机模块1和n个制冷室模块，所述n为大于或等于1的整数，所述主机模块1与n个制冷室模块21；22；…2n之间串联管路连接。主机模块1与n个制冷室模块21；22；…2n之间为2条管路串联连接，主机模块1为一端，逐个连接制冷室模块，直至连接到另一端的最末级制冷室模块2n。

上述主机模块1包括室温端换热器7、磁制冷机8、连接阀门9；10、水泵11、气液分离器12，所述连接阀门9出口与磁制冷机第一入口83管路连接，所述磁制冷机第一出口84与室温换热器7入口端管路连接，所述室温换热器7出口端与气液分离器12入口端管路连接，所述气液分离器12出口端与水泵11的一端连接，所述水泵11的另一端与磁制冷机第二入口端85管路连接，所述磁制冷机第二出口端86与连接阀门10入口管路连接。

上述制冷室模块21包括制冷室换热器31、流量调节阀61、连接阀门41；51；所述主机模块连接阀门10的出口端与制冷室换热器31入口端管路连接，所述制冷室换热器31出口端与流量调节阀61入口端管路连接，所述流量调节阀61出口端与主机模块连接阀门9入口端管路连接；所述主机模块连接阀门10出口端与制冷室模块连接阀门51入口端管路连接；所述制冷室模块连接阀门41出口端与主机模块连接阀门9入口端管道连接。

上述制冷室模块连接阀门41和连接阀门51分别通过2条管路通道与下一级制冷室模块管路连接。

上述磁制冷机8包括磁体81、磁回热器82；所述磁体81为可控变场强磁体；所述磁制冷机的第一入口83和第二出口86位于磁回热器82的一端，所述磁制冷机的第一出口84和第二入口85位于磁回热器82的另一端。

上述所述磁回热器内部是固体磁热材料，所述管路通道内有传热流体流通，所述传热流体是防冻、防腐的水基溶液。

本发明的有益效果是：通过提供一种基于磁制冷的模块化冰箱，实现磁制冷冰箱的模块化结构设置，将磁制冷冰箱分成相对独立的不同功能的模块，通过任意搭配冰箱的各个模块，满足人们的个性化需求，从而提高了冰箱的利用率和节约了资源。通过放置气液分离器可以根据冰箱的模块化数量，注入或排出相应的传热流体量，保证模块化冰箱的有效运行，同时也可将更换模块时流入管路的杂质气体排出，提高模块化冰箱的制冷效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1本发明磁制冷的模块化装置结构示意图

图2本发明磁制冷机结构图

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定以下实施例。

本实施例的模块化冰箱，包括主机模块1和n个制冷室模块，所述n为大于或等于1的整数，所述主机模块1与n个制冷室模块21；22；…2n之间串联管路连接。其中主机模块1是模块化冰箱的必选模块，能够产生冷量，并通过管路将冷量传递到制冷模块。制冷模块用于释放冷量，数量为n个，n为大于或等于1的整数，所述n个制冷室模块能够分别设置为冷冻室模块、冷藏室模块、冰水机模块、酒窖模块等。人们根据自身需要，任意搭配冰箱的各模块。

所述主机模块1包括室温端换热器7、磁制冷机8、连接阀门9；10、水泵11、气液分离器12，所述室温换热器7能够释放磁制冷机产生的热量。所述磁制冷机8包括磁体81和磁回热器82，磁回热器82内部具有固定磁热材料，所述磁体81为可控变场强磁体。磁制冷机8通过内部励磁和去磁产生热量和冷量。所述水泵11能够驱动传热流体在管路中流动。所述主机模块的连接阀门为2个，所述连接阀门9；10能够控制主机模块和制冷模块之间传热流体的流动。所述磁制冷机8两端都与两条管路通道连接；所述连接阀门9出口与磁制冷机第一入口83管路连接，所述磁制冷机第一出口84与室温换热器7入口端管路连接，所述室温换热器7出口端与气液分离器12入口端管路连接，所述气液分离器12出口端与水泵11的一端连接，所述水泵11的另一端与磁制冷机第二入口端85管路连接，所述磁制冷机第二出口端86与连接阀门10入口管路连接。所述磁制冷机的第一入口83和第二出口86位于磁回热器82的一端，所述磁制冷机的第一出口84和第二入口85位于磁回热器82的另一端。

所述与主机模块相邻的制冷室模块21包括制冷室换热器31、流量调节阀61、连接阀门41；51；所述制冷室换热器31释放磁制冷机产生的冷量。所述流量调节阀61能够调节传热流体的流量，控制磁制冷机释放的冷量，进而控制制冷室模块的温度。所述制冷室模块21的连接阀门为2个，所述连接阀门41；51能够控制相邻两个制冷模块之间传热流体的流动。所述主机模块连接阀门10的出口端与制冷室换热器31入口端管路连接，所述制冷室换热器31出口端与流量调节阀61入口端管路连接，所述流量调节阀61出口端与主机模块连接阀门9入口端管路连接。所述主机模块连接阀门10出口端与制冷室模块连接阀门51入口端管路连接。所述制冷室模块连接阀门41出口端与主机模块连接阀门9入口端管道连接。

所述n个制冷室模块的结构相同，通过各自的流量调节阀控制模块温度，进而形成冷冻室模块、冷藏室模块、冰水机模块、酒窖模块等不同温度的制冷室模块。

所述与主机模块相邻的制冷室模块21连接阀门41和连接阀门51分别通过2条管路通道与相邻的下一级制冷室模块管路连接。主机模块1为一端，逐个连接制冷室模块，直至连接到另一端的最末级制冷室模块2n。如果需要增加新的模块，只需要打开连接阀门并与新的模块连接上即可。如果需要减少模块，只要关闭上一级制冷室模块的连接阀门即可。

所述管路通道内有传热流体流通，所述传热流体为具有防冻、防腐的水基溶液。水基溶液作为传热流体的优点是环保并比气体传热流体具有更高的传热能力。由于采用绿色环保的传热流体，在增加或更改模块时，不会由于泄露传热流体导致环境污染。

由于磁制冷冰箱的各种制冷需求的变化，促使模块要求发生变化，产生管路容积的也在变化，就必然导致传热流体量的改变，通过气液分离器将传热流体注入和排出，同时气液分离器还能够快速排出模块化冰箱管路中的杂质气体。管路内部为常压运行，无需专业人员，用户可自行完成模块的安装以及传热流体的加注。

磁制冷技术基于磁热效应，即磁热材料在励磁时温度升高，去磁时温度降低。具体而言，磁制冷机8通常包括填充有固体磁热材料的回热器82，磁体81，制冷室换热器21；22；…2n，室温端换热器7，水泵11。首先，磁体81对回热器82内的磁热材料去磁，磁热材料温度降低，水泵11驱动传热流体流动，将冷量传递至制冷室换热器21；22；…2n，进行冷却。然后，磁体81对回热器82内的磁热材料励磁，磁热材料温度升高，水泵11驱动传热流体流动，将产生的废热传递至高温端换热器7，并释放至外界环境。上述过程循环往复，即可实现持续制冷。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属技术领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于磁制冷的模块化冰箱，其特征在于：包括主机模块(1)和n个制冷室模块，所述n为大于或等于1的整数，所述主机模块(1)与n个制冷室模块(21；22；…2n)之间串联管路连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于磁制冷的模块化冰箱，其特征在于：主机模块(1)与n个制冷室模块(21；22；…2n)之间为2条管路串联连接，主机模块(1)为一端，逐个连接制冷室模块，直至连接到另一端的最末级制冷室模块(2n)。

3.根据权利要求2所述的一种基于磁制冷的模块化冰箱，其特征在于：所述主机模块(1)包括室温端换热器(7)、磁制冷机(8)、连接阀门(9；10)、水泵(11)、气液分离器(12)，所述连接阀门(9)出口与磁制冷机第一入口(83)管路连接，所述磁制冷机第一出口(84)与室温换热器(7)入口端管路连接，所述室温换热器(7)出口端与气液分离器(12)入口端管路连接，所述气液分离器(12)出口端与水泵(11)的一端连接，所述水泵(11)的另一端与磁制冷机第二入口端(85)管路连接，所述磁制冷机第二出口端(86)与连接阀门(10)入口管路连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于磁制冷的模块化冰箱，其特征在于：所述制冷室模块(21)包括制冷室换热器(31)、流量调节阀(61)、连接阀门(41；51)；所述主机模块连接阀门(10)的出口端与制冷室换热器(31)入口端管路连接，所述制冷室换热器(31)出口端与流量调节阀(61)入口端管路连接，所述流量调节阀(61)出口端与主机模块连接阀门(9)入口端管路连接；所述主机模块连接阀门(10)出口端与制冷室模块连接阀门(51)入口端管路连接；所述制冷室模块连接阀门(41)出口端与主机模块连接阀门(9)入口端管道连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于磁制冷的模块化冰箱，其特征在于：所述制冷室模块连接阀门(41)和连接阀门(51)分别通过2条管路通道与下一级制冷室模块管路连接。

6.根据权利要求3所述的一种基于磁制冷的模块化冰箱，其特征在于：所述磁制冷机(8)包括磁体(81)、磁回热器(82)；所述磁体(81)为可控变场强磁体；所述磁制冷机的第一入口(83)和第二出口(86)位于磁回热器(82)的一端，所述磁制冷机的第一出口(84)和第二入口(85)位于磁回热器(82)的另一端。

7.根据权利要求6所述的一种基于磁制冷的模块化冰箱，其特征在于：所述磁回热器内部是固体磁热材料。

8.根据权利要求1-5所述的一种基于磁制冷的模块化冰箱，其特征在于：所述管路通道内有传热流体流通。

9.根据权利要求8所述的一种基于磁制冷的模块化冰箱，其特征在于：所述传热流体是防冻、防腐的水基溶液。