CN109539625A - 一种基于脉冲磁场的可调节型磁制冷装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于脉冲磁场的可调节型磁制冷装置。本发明包括若干方形活性蓄冷器、重复脉冲电源、脉冲磁体、冷端换热器、热端换热器、分流器(带电磁阀)、电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三、电磁阀四、离心泵一、离心泵二、控制单元、管路以及换热流体组成，当磁场强度为零时，方形活性蓄冷器中磁性材料进行退磁过程，磁性材料吸收热量，系统中的换热流体在离心泵的驱动下，将冷端换热器周围的的热量传到方形活性蓄冷器，经磁性材料所吸收，并可以通过分流器连接的电磁阀的开闭，调节制冷装置产生的冷量，从而达到不同温跨的冷却降温的目的。

Description

一种基于脉冲磁场的可调节型磁制冷装置

技术领域

本发明涉及室温制冷技术领域，更具体的说，是将室温磁制冷装置更加灵活、高效。

背景技术

目前，全球能源有近三分之一消耗在制冷中，因此制冷技术的发展对人类的生存、新能源、新技术的研发起着着极其重要的作用。因此，众多学者开始寻求新的制冷技术和新型能源，随着磁制冷技术在室温领域的不断发展，其应用领域得到了大力的研究和发展。传统的气体压缩制冷极大的推动了现代工业和生活的发展，但是另一方面也给全球带来了环境破坏和能源危机，于是，众多学者开始寻求清洁绿色的制冷装置。磁制冷作为一种新型的制冷方式，因其不用压缩机，效率高于气体制冷，具有明显的节能优势，并且清洁无污染。

磁制冷技术的开发研究历经了几十年，磁制冷技术在低温领域已经得到成熟的应用，但是在室温领域依旧处于研发阶段，主要原因在于巨磁性材料的找寻、加工及高效换热的活性蓄冷器结构的设计等方面限制了室温磁制冷技术的广泛应用。由于固体磁性工质在蓄冷器中填充，无法通过改变磁性工质的质量来改变室温磁制冷系统的制冷量，通常在实验及应用方面不能满足我们的需求。

因此，基于磁制冷技术，设计研发一种基于脉冲磁场的可调节型磁制冷装置，对于室温磁制冷技术的发展具有重要的意义。

发明内容

本发明在于提供一种基于脉冲磁场的可调节型磁制冷装置，目的是通过调节活性蓄冷器的个数，满足我们不同冷量的需求。

为实现本发明的目的，所采用的技术方案是：

一种基于脉冲磁场的可调节型磁制冷装置，包括方形活性蓄冷器、重复脉冲电源、脉冲磁体、冷端换热器、热端换热器、带电磁阀的分流器、电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三、电磁阀四、离心泵一、离心泵二、控制单元，所述方形活性蓄冷器填充了磁性材料，并置于脉冲磁体中间，所述脉冲磁体与重复脉冲电源连接，所述方形活性蓄冷器两端连接两个循环环路，其中一个循环环路从方形活性蓄冷器出来的换热流体，通过电磁阀一进入冷端换热器，冷端换热器出口与离心泵一连接，离心泵一流出的换热流体，经电磁阀二流入带电磁阀的分流器，带电磁阀的分流器的出口与方形活性蓄冷器连接；另一个循环环路从所述方形活性蓄冷器出来的换热流体，通过电磁阀三进入热端换热器，所述热端换热器出口与离心泵二连接，离心泵二流出的换热流体，经电磁阀四流入带电磁阀的分流器，最终流回所述方形活性蓄冷器，所述控制单元分别控制电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三、电磁阀四、离心泵一和离心泵二。重复循环之后，使得冷端换热器不断地释放冷量，并且可以通过控制分流器各个管路的电磁阀来定量的调节制冷量，以达到不同的目的。

所述方形活性蓄冷器由若干根PVC管并联组成，每根PVC管中填有磁性工质。

方形活性蓄冷器外的绝热材料为普通硅酸铝纤维制品、玻璃棉制品或石棉。

所述换热流体为水。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中多个方形活性蓄冷器并排的工作，并采用分流器与电磁阀控制，可以满足更宽的制冷温跨的目的，解决了单个活性蓄冷器换热能力有限的弊端。

2、本发明中脉冲装置，结构简单紧凑，与与往复式室、旋转式室温磁制冷装置相比，无电机等部件，噪声大大降低。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

图2为本发明的脉冲磁体与方形活性蓄冷器的位置关系示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明如图1-2所示，本发明由方形活性蓄冷器1、脉冲磁体2、重复脉冲电源3、冷端换热器4、热端换热器5、带电磁阀的分流器6、离心泵一7、离心泵二8、电磁阀一9、电磁阀二10、电磁阀三11、电磁阀四12、控制单元13、管路以及换热流体组成。

本发明的工作过程如下：方形活性蓄冷器1置于脉冲磁体中，重复脉冲电源3使脉冲磁体2产生脉冲磁场，当脉冲磁体2产生磁场时，方形活性蓄冷器1中磁性材料被加磁，磁性材料放出热量，此时电磁阀一9、电磁阀二10、离心泵一7处于关闭状态，控制单元13控制电磁阀三11、电磁阀四12开启，离心泵二8运行，系统中的换热流体在离心泵二8的驱动下，将形形活性蓄冷器1中的磁性材料所产生的热量传到热端换热器5，将热量散去；当脉冲磁体2中的磁场强度为零时，方形活性蓄冷器1中磁性材料进行退磁过程，磁性材料吸收热量，此时电磁阀三11、电磁阀四12、离心泵二8处于关闭状态，控制单元13控制电磁阀一9、电磁阀二10开启，离心泵一7运行，系统中的换热流体在离心泵一7的驱动下，冷端换热器4的热量传到圆柱形活性蓄冷器1，经磁性材料所吸收。就可以持续地将冷端换热器4周围的的热量转移，从而达到冷却降温的目的，并且控制单元13可以控制带电磁阀的分流器6的电磁阀的开闭，来调节磁制冷系统的制冷温跨，以满足不同制冷工艺的需求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于脉冲磁场的可调节型磁制冷装置，其特征在于，包括方形活性蓄冷器、重复脉冲电源、脉冲磁体、冷端换热器、热端换热器、带电磁阀的分流器、电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三、电磁阀四、离心泵一、离心泵二、控制单元，所述方形活性蓄冷器填充了磁性材料，并置于脉冲磁体中间，所述脉冲磁体与重复脉冲电源连接，所述方形活性蓄冷器两端连接两个循环环路，其中一个循环环路从方形活性蓄冷器出来的换热流体，通过电磁阀一进入冷端换热器，冷端换热器出口与离心泵一连接，离心泵一流出的换热流体，经电磁阀二流入带电磁阀的分流器，带电磁阀的分流器的出口与方形活性蓄冷器连接；另一个循环环路从所述方形活性蓄冷器出来的换热流体，通过电磁阀三进入热端换热器，所述热端换热器出口与离心泵二连接，离心泵二流出的换热流体，经电磁阀四流入带电磁阀的分流器，最终流回所述方形活性蓄冷器；所述控制单元分别控制电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三、电磁阀四、离心泵一和离心泵二。

2.根据权利要求1所述的一种基于脉冲磁场的可调节型磁制冷装置，其特征在于，所述方形活性蓄冷器由若干根PVC管并联组成，每根PVC管中填有磁性工质。

3.根据权利要求1所述的一种基于脉冲磁场的可调节型磁制冷装置，其特征在于，方形活性蓄冷器外的绝热材料为普通硅酸铝纤维制品、玻璃棉制品或石棉。

4.根据权利要求1所述的一种基于脉冲磁场的可调节型磁制冷装置，其特征在于，所述换热流体为水。