CN109654765B - 一种磁制冷设备及其热交换系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁制冷设备及其热交换系统，后者包括安装有磁性材料的蓄冷床和与蓄冷床连通并通过热交换带走磁热材料工作热量的主流路和用于为主流路降温的辅助冷却流路，所述主管道内填充有用于与所述蓄冷床内的磁热介质热交换的换热介质，辅助冷却流路与主流路连通并用于冷却主流路。这样，辅助冷却流路中的换热介质通过与主流路的连通，能够冷却主流路中的磁热材料或换热流体，辅助冷却流路能够直接冷却磁热材料或通过冷却主流路中的换热介质的方式冷却磁热材料，从而通过辅助冷却流路的辅助冷却来提升主流路的热交换能力，以使得磁制冷设备的获得更宽的温跨和更大的制冷量，进而提高磁制冷设备的制冷能力和工作性能。
Description
技术领域
本发明涉及暖通技术领域，尤其涉及一种磁制冷设备及其热交换系统。
背景技术
由于目前主流的蒸汽压缩式技术对环境产生的不良影响，人们逐渐把视线转移到其他绿色新型制冷技术的应用中，磁制冷技术由于其环保和节能的特点无疑具备显而易见的优势。磁制冷是利用磁热材料的磁热效应来产生制冷效果的技术，通过对磁热材料反复地进行加磁/去磁，磁热材料内部的磁熵会不断地减小/增大，对外界表现为放热/吸热。即当外磁场增大时，磁热材料被加磁，其磁熵减小，向外界放出热量；当移除外磁场时，磁热材料去磁，其磁熵增大，从外界吸热。理论上，在相同条件下，磁熵变越大，其换热量越大，利用磁热材料的这个特点，可在换热系统中引入换热流体，将磁热材料产生的热量/冷量带走，重复上述过程，并用特定的循环流路使其连接，使之构成一个换热系统，即可实现连续制冷。
衡量磁制冷机性能优劣的两个重要指标分别是温跨和制冷量，而居里温度是磁热材料的特征属性，是指磁热材料由铁磁性转变为顺磁性时的临界温度，在磁热材料加工制作完成后，其居里温度即已固定，磁热材料在居里温度处的磁熵变值最大，磁热效应也最大，因此室温磁制冷设备中的磁热材料的居里温度应接近其工作温度。
温跨(也即温度跨度)，其本质含义是指该磁制冷系统的热端与冷端之间的温度跨度。若待冷却环境较高而磁制冷系统的温跨较低，则难以实现将待冷却环境的温度冷却至预设温度，因此磁制冷系统的温跨不能太小。目前提升磁制冷机温跨的主要手段是将蓄冷床分层，每层放置的磁热材料按居里温度梯度设置，也即将多种居里温度不同的磁热材料按照一定顺序填充至分层的磁工质床内，换热流体流过分层的蓄冷床时，这些分层的磁热材料能将流体“逐级加热”或“逐级冷却”，以实现流体在进出蓄冷床前后能获得较大的温升或温降，由此在流体的流动方向上产生了较大的温跨，从而磁制冷系统的温跨得以提升。
但是，由于蓄冷床内的空间有限，并不能设置较多的分层，且磁热材料本身的绝热温变较小(约2K)，另外蓄冷床内层与层之间存在热传导，使得磁制冷系统的实际温跨并不高，磁制冷系统的温跨较小，影响了磁制冷系统的性能。
磁制冷机的制冷量也是限制磁制冷机性能的重要指标。导致制冷量较小的因素有很多，如：磁热材料本身的性能问题、磁体的磁场强度、磁热材料与传热流体的换热效果较差、蓄冷床漏热、换热流路设计不合理等。这些因素导致了磁热材料在与系统中的传热流体进行热交换时，换热流体并不能将磁热材料充分地冷却，使得磁热材料的工作温度逐渐偏离了其居里温度，导致系统制冷量降低，磁制冷系统性能恶化。现有的磁制冷系统由于换热能力不佳，使得磁制冷系统并不能稳定运行，启动运行一段时间以后，由于散热能力较差，蓄冷床内的磁热材料不能被很好的冷却，磁热材料的工作温度偏离其居里温度点，导致系统难以正常运行，制冷能力和温跨均受到影响，进而影响磁制冷系统的性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种磁制冷设备及其热交换系统，以解决或至少部分解决上述至少一个问题。
为实现上述目的，本发明提出的技术方案如下：
一种热交换系统，用于磁制冷设备，包括：
主流路，所述主流路包括用于安装磁热材料的蓄冷床和与所述蓄冷床连通的主管道，所述主管道内填充有用于与所述蓄冷床内的磁热介质热交换的换热介质；
辅助冷却流路，所述辅助冷却流路与所述主流路相连通，并通过其内流通的换热介质冷却所述主流路。
该热交换系统包括安装有磁性材料的蓄冷床和与蓄冷床连通并通过热交换带走磁热材料工作热量的主流路和用于为主流路降温的辅助冷却流路，所述主管道内填充有用于与所述蓄冷床内的磁热介质热交换的换热介质，主流路包括高温侧和低温侧，所述高温侧与所述低温侧通过主管道相连通，高温侧是与磁热材料发生热交换后温度较高的部分管路及其阀组等零部件，低温侧是还未与磁热材料发生热交换时温度较低的部分管路及其阀组等零部件；辅助冷却流路与主流路连通并用于冷却主流路，可见辅助冷却流路中的换热介质温度至少要低于所述主流路高温侧的介质温度。这样，辅助冷却流路中的换热介质通过与主流路的连通，能够冷却主流路中的磁热材料或换热流体，辅助冷却流路能够直接冷却磁热材料或通过冷却主流路中的换热介质的方式冷却磁热材料，从而通过辅助冷却流路的辅助冷却来提升主流路的热交换能力，以使得磁制冷设备的获得更宽的温跨和更大的制冷量，进而提高磁制冷设备的制冷能力和工作性能。
进一步地，所述主流路包括设置于所述主管道一端的第一活塞、设置于所述主管道另一端的第二活塞，以及分别连通于所述主管道的第一热端换热器、冷端换热器和第二热端换热器；
所述蓄冷床包括第一蓄冷床和第二蓄冷床，所述第一蓄冷床与所述第二蓄冷床均连通于所述主管路上；
所述第一活塞与所述第一蓄冷床之间设置有向所述第一蓄冷床方向导通的单向阀，所述第二活塞与所述第二蓄冷床之间设置有向所述第二蓄冷床方向导通的单向阀，所述第一热端换热器与所述第一活塞之间设置有向所述第一活塞方向导通的单向阀，所述第二热端换热器与所述第二活塞之间设置有向所述第二活塞方向导通的单向阀；
所述辅助冷却流路的一端连通于所述第一蓄冷床与所述冷端换热器之间，其另一端连通于所述第二蓄冷床于所述冷端换热器之间。
进一步地，所述辅助冷却流路与所述主流路的至少一个连通位置设置有流量控制阀。
进一步地，所述主流路为两组，两所述主流路并联设置于所述第一活塞与所述第二活塞之间；每个所述主流路上分别设置有所述辅助冷却流路。
进一步地，所述主流路包括设置于所述主管道一端的第一活塞、设置于所述主管道另一端的第二活塞，以及连通于所述主管道的冷端换热器；
所述蓄冷床包括第一蓄冷床和第二蓄冷床，所述第一蓄冷床与所述第二蓄冷床均连通于所述主管路上；
所述第一活塞与所述第一蓄冷床之间设置有向所述第一蓄冷床方向导通的单向阀，所述第二活塞与所述第二蓄冷床之间设置有向所述第二蓄冷床方向导通的单向阀；
所述辅助冷却流路包括分别与第一活塞连通的第一辅助换热器和第一辅助蓄冷床，以及分别与所述第二活塞连通的第二辅助换热器和第二辅助蓄冷床；
所述第一辅助换热器与所述第一活塞之间设置有向所述第一活塞导通的单向阀，所述第一辅助蓄冷床与所述第一辅助换热器并联设置；
所述第二辅助换热器与所述第二活塞之间设置有向所述第二活塞导通的单向阀，所述第二辅助蓄冷床与所述第二辅助换热器并联设置；
所述热交换系统还包括设置于所述主流路与所述辅助冷却流路之间的旁路热交换器，所述辅助冷却流路通过所述旁路热交换器与所述主流路热交换。
进一步地，所述第一辅助蓄冷床与所述第二辅助蓄冷床经所述旁路热交换器相连通，所述第一蓄冷床与所述第一活塞之间的部分管路经过所述旁路热交换器，所述第二蓄冷床与所述第二活塞之间的部分管路经过所述旁路热交换器。
进一步地，所述第一活塞和所述第二活塞均为两个，两所述第一活塞分别为第一主活塞和第一副活塞，两所述第二活塞分别为第二主活塞和第二副活塞；
所述第一蓄冷床和所述第二蓄冷床所在的管路的一端与所述第一主活塞连通，另一端与所述第二主活塞连通；
所述第一辅助蓄冷床和所述第二辅助蓄冷床所在的管路的一段与所述第一副活塞连通，另一端与所述第二副活塞连通。
进一步地，旁路热交换器为两个，两所述旁路交换器分别为第一旁路热交换器和第二旁路热交换器；
所述第一辅助蓄冷床与所述第二辅助蓄冷床经所述第一旁路热交换器和所述第二旁路热交换器相连通；
所述第一蓄冷床与所述第一活塞之间的部分管路经过所述第一旁路热交换器，所述第二蓄冷床与所述第二活塞之间的部分管路经过所述第二旁路热交换器。
进一步地，所述第一副活塞的伸缩方向与所述第二副活塞的伸缩方向相反，所述第一副活塞与所述第一主活塞的伸缩方向相反，且所述第二副活塞与所述第二主活塞的伸缩方向相反。
进一步地，所述旁路热交换器为两个，两所述旁路热交换器分别为第一旁路热交换器和与所述第一旁路热交换器相连通的第二旁路热交换器；
所述第一辅助蓄冷床与所述第一旁路热交换器相连通，所述第二辅助蓄冷床与所述第二旁路热交换器相连通，所述第一旁路热交换器连入所述第一蓄冷床与所述第一活塞之间的管路，所述第二旁路热交换器连入所述第二蓄冷床与所述第二活塞之间的管路；
所述第一旁路热交换器与所述第一蓄冷床之间、所述第二旁路热交换器与所述第二蓄冷床之间均设置有电磁阀。
进一步地，所述旁路热交换器为两个，两所述旁路热交换器分别为第一旁路热交换器和与所述第一旁路热交换器并联设置的第二旁路热交换器；
所述第一辅助蓄冷床与所述第一旁路热交换器相连通，所述第二辅助蓄冷床与所述第二旁路热交换器相连通，所述第一旁路热交换器连入所述第一蓄冷床与所述第一活塞之间的管路，所述第二旁路热交换器连入所述第二蓄冷床与所述第二活塞之间的管路；
所述第一旁路热交换器与所述第一辅助蓄冷床之间、所述第二旁路热交换器与所述第二辅助蓄冷床之间均设置有电磁阀。
进一步地，还包括第一连通通路和第二连通通路，所述第一连通通路和所述第二连通通路均设置有电磁阀；
所述第一连通通路的一端与所述第一旁路热交换器相连通，其另一端通过第一接入点与所述第一蓄冷床所在的管路相连通；
所述第二连通通路的一端与所述第二旁路热交换器相连通，其另一端通过第二接入点与所述第二蓄冷床所在的管路相连通。
进一步地，所述第一接入点位于所述第一蓄冷床与所述冷端换热器之间，所述第二接入点位于所述第二蓄冷床与所述冷端换热器之间。
进一步地，所述第一接入点位于所述第一蓄冷床远离所述冷端换热器的一侧，所述第二接入点位于所述第二蓄冷床远离所述冷端换热器的一侧。
本发明还提供一种磁制冷设备，包括热交换系统，所述热交换系统为如上所述的热交换系统。
以上附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为本发明所提供的热交换系统一种具体实施方式的结构示意图；
图2为本发明所提供的热交换系统另一种具体实施方式的结构示意图；
图3-图8为在图2所示的热交换系统基础上进行改进而得到的其他实施例的结构示意图。
附图标记说明：
101-第一活塞 1011-第一主活塞 1012-第一副活塞
102-第二活塞 1021-第二主活塞 1022-第二副活塞
103-第一热端换热器 104-第一蓄冷床 105-冷端换热器
106-第二蓄冷床 107-第二热端换热器
201-第一辅助换热器 202-第一辅助蓄冷床
203-第二辅助换热器 204-第二辅助蓄冷床
300-旁路热交换器 301-第一旁路热交换器 302-第二旁路热交换器
400-单向阀
500-电磁阀
600-流量控制阀
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明提供一种用于磁制冷设备的热交换系统，该磁制冷设备是基于磁制冷技术的设备，该热交换系统用于与磁制冷设备中的磁热材料进行热交换，磁热材料安装在蓄冷床，换热介质(即换热流体)与磁热材料在蓄冷床内进行热量转换，由于蓄冷床也参与了设备的热交换，因此也可将蓄冷床限定为热交换系统的一个组成部分。该热交换系统包括安装有磁性材料的蓄冷床和与蓄冷床连通并通过热交换带走磁热材料工作热量的主流路和用于为主流路降温的辅助冷却流路，所述主管道内填充有用于与所述蓄冷床内的磁热介质热交换的换热介质，主流路包括高温侧和低温侧，所述高温侧与所述低温侧通过主管道相连通，高温侧是与磁热材料发生热交换后温度较高的部分管路及其阀组等零部件，低温侧是还未与磁热材料发生热交换时温度较低的部分管路及其阀组等零部件；辅助冷却流路与主流路连通并通过其内流通的换热介质冷却主流路，可见辅助冷却流路中的换热介质温度至少要低于所述主流路高温侧的介质温度。这样，辅助冷却流路中的换热介质通过与主流路的连通，能够冷却主流路中的磁热材料或换热流体，辅助冷却流路能够直接冷却磁热材料或通过冷却主流路中的换热介质的方式冷却磁热材料，从而通过辅助冷却流路的辅助冷却来提升主流路的热交换能力，以使得磁制冷设备的获得更宽的温跨和更大的制冷量，进而提高磁制冷设备的制冷能力和工作性能。
上述辅助冷却流路可以通过旁通流路方式、嵌入附属于主流路或并联于主流路等形式实现。
在一种具体实施方式中，如图1所示，本发明所提供的热交换系统包括多个活塞、多个单向阀400、电磁阀500、流量控制阀600、热端换热器、冷端换热器105、旁路热交换器300、蓄冷床(也即磁热材料床)、磁体(附图中未示出)等部件。其中，活塞用于驱动系统中的换热流体(即换热介质)，单向阀400、电磁阀500和流量控制阀600用于控制流体的流动，热端/冷端换热器105用于实现换热流体与外界环境或待冷却空间的热量交换，旁路热交换器300用于联接辅助旁通流路与主流路(辅助流路中的传热流体在旁路热交换器300内冷却主流路中的传热流体)，蓄冷床内装有磁热材料(磁热材料与传热流体在蓄冷床内进行热量交换)，磁体用于反复给磁热材料进行加磁/去磁。冷床(也即磁热材料床)、磁体(附图中未示出)等部件组成。其中活塞用于驱动系统中的换热流体，单向阀400、电磁阀500和流量控制阀600用于控制流体的流动，热端/冷端换热器105用于实现换热流体与外界环境或待冷却空间的热量交换，旁路热交换器300用于联接辅助旁通流路与主流路(辅助流路中的传热流体在旁路热交换器300内冷却主流路中的传热流体)，蓄冷床内装有磁热材料(磁热材料与传热流体在蓄冷床内进行热量交换)，磁体用于反复给磁热材料进行加磁/去磁。
在该具体实施方式中，热交换系统包括主流路和用于冷却主流路的辅助冷却流路，其中，主流路包括设置于所述主管道一端的第一活塞101、设置于所述主管道另一端的第二活塞102，以及分别连通于所述主管道的第一热端换热器103、第一蓄冷床104、冷端换热器105、第二蓄冷床106和第二热端换热器107(即上述蓄冷床为两个，两蓄冷床分别为第一蓄冷床104和第二蓄冷床106)；所述第一活塞101与所述第一蓄冷床104之间设置有向所述第一蓄冷床104方向导通的单向阀400，所述第二活塞102与所述第二蓄冷床106之间设置有向所述第二蓄冷床106方向导通的单向阀400，所述第一热端换热器103与所述第一活塞101之间设置有向所述第一活塞101方向导通的单向阀400，所述第二热端换热器107与所述第二活塞102之间设置有向所述第二活塞102方向导通的单向阀400；所述辅助冷却流路的一端连通于所述第一蓄冷床104与所述冷端换热器105之间，其另一端连通于所述第二蓄冷床106于所述冷端换热器105之间。该具体实施方式中，辅助冷却流路从去磁床端口取出一部分冷流体，旁通至加磁床端口，用于冷却加磁床内的磁热材料，使得加磁床内的磁热材料在加磁过程中产生的热量能被更好地吸收，使得加磁床内的磁热材料在流体热流动过程完成后能被降至预定的温度，也即使得在下一阶段磁热材料的去磁过程开始时其去磁初始温度满足要求，同时也可将主流路中换热流体冷却至更低的温度，利于系统的稳定运行，实现持续制冷。
上述辅助冷却流路与所述主流路的至少一个连通位置设置有流量控制阀600，以实现流量调整，保证流量控制精度。优选地，该主流路为两组，两所述主流路并联设置于所述第一活塞101与所述第二活塞102之间，每个所述主流路上分别设置有所述辅助冷却流路，即主流路中的例如第一蓄冷床104、第二蓄冷床106等零部件均为两组，且并联设置同步工作。
在工作过程中，如图1所示，设备的一个过程周期分为两个阶段进行，热交换系统按照该周期持续地循环运行。
第一阶段：在循环过程开始时，两个第一蓄冷床104均处于去磁状态，两个第二蓄冷床106均处于加磁状态，此时第一活塞101排液，第二活塞102集液，也即第一活塞101向内侧推动以压缩活塞腔内的空间，第二活塞102向外拉动以扩大活塞腔内的空间，两个活塞的共同作用从而实现推移流体移动。流体离开第一活塞101后，由于所述第一热端换热器103与所述第一活塞101之间的单向阀400以及所述第二热端换热器107与所述第二活塞102之间的单向阀400的导通方向阻碍了流体流向第一热端换热器103，流体只能通过单向阀400所述第一活塞101与所述第一蓄冷床104之间的单向阀400分别流至处于去磁状态的两个第一蓄冷床104，由于去磁状态的第一蓄冷床104的温度较低，吸收了传热流体的热量，流体被冷却，温度降低。随后冷流体(即换热介质)分别流经流量控制阀600，流量控制阀600控制流体分流，一部分冷流体进入冷端换热器105中以吸收待冷却空间的热量，实现制冷；另一部分冷流体旁通至处于加磁状态的两个第二蓄冷床106的流体入口端，进入两个第二蓄冷床106中以吸收加磁过程中磁热材料产生的热量，同时也与来自冷端换热器105的流体在流量控制阀600处混合，使得混合后的传热流体温度降低，流量控制阀600控制这两股传热流体的流量，以实现最佳的冷却效果。而后混合流体进入处于加磁状态的第二蓄冷床106中与加磁状态的第二蓄冷床106内的磁热材料进行热量交换，以实现更好地吸收第二蓄冷床106内磁热材料产生的热量。此时由于所述第二活塞102与所述第二蓄冷床106之间设置的单向阀400单向阀400截止，传热流体只能分别进入到两个第二热端换热器107中，流体在热端换热器中与外界环境进行热量交换，在此过程中传热流体将系统中产生的热量释放至外界环境，而后传热流体分别通过第二换热器与所述第二活塞102之间设置的单向阀400进入到第二活塞102的集液腔内，至此完成循环周期的第一阶段。
第二阶段：在这个阶段中蓄冷床的加/去磁状态与上述第一阶段相反，相应地，活塞的动作过程也与上述第一阶段相反。即两第一蓄冷床104均处于加磁状态，两第二蓄冷床106均处于去磁状态，此时第一活塞101集液，第二活塞102排液，也即第一活塞101向外侧拉动以扩大活塞腔内的空间，第二活塞102向内侧推动以压缩活塞腔内的空间，两个活塞的共同作用从而实现推移流体移动。流体从第二活塞102移出后，由于两第二热端换热器107与所述第二活塞102之间设置的单向阀400阻碍了流体流向第二热端换热器107，因此流体只能通过所述第二活塞102与所述第二蓄冷床106之间的单向阀400分别流至处于去磁状态的两第二蓄冷床106，由于处于去磁状态的第二蓄冷床106温度较低，吸收了传热流体的热量，流体被冷却，温度降低。随后冷流体分别流经流量控制阀600，流量控制阀600控制流体分流，一部分冷流体进入两冷端换热器105中以吸收待冷却空间的热量，实现制冷；另一部分冷流体旁通至处于加磁状态的两第一蓄冷床104的流体入口端，进入处于加磁状态的两第一蓄冷床104中以吸收加磁过程中磁热材料产生的热量，同时也与来自冷端换热器105的流体在流量控制阀600处混合，使得混合后的传热流体温度降低，流量控制阀600控制这两股传热流体的流量，以实现最佳的冷却效果。而后混合流体进入处于加磁状态的第一蓄冷床104中与第一蓄冷床104内的磁热材料进行热量交换，以实现更好地吸收加磁床内磁热材料产生的热量。此时由于所述第一活塞101与所述第一蓄冷床104之间设置的单向阀400堵塞，传热流体只能分别进入到两个第一热端换热器103中，流体在热端换热器中与外界环境进行热量交换，在此过程中传热流体将系统中产生的热量释放至外界环境，而后传热流体通过所述第一换热器与所述第一活塞101之间设置的单向阀400进入到第一活塞101的集液腔内，至此完成循环周期的第二阶段。
至此一个过程周期内的运行过程结束，系统持续地按此周期循环运行。
该热交换系统流路通过从去磁床端口引出一部分较冷的传热流体，旁通至加磁床端口，与来自冷端换热器105的流体相混合，由于来自冷端换热器105的流体吸收了待冷却空间的热量，温度已上升，因此该方法可使得混合后的流体温度降低，能更好地去吸收加磁床内磁热材料产生的热量，使加磁床内的磁热材料能被充分冷却，在热流动阶段完成后磁热材料的温度更接近其居里温度，也即使得去磁阶段其磁热效应更大，发挥出更大的温跨和制冷量。
在另一种具体实施方式中，如图2所示，本发明所提供的热交换系统中，其主流路包括设置于所述主管道一端的第一活塞101、设置于所述主管道另一端的第二活塞102，以及连通于所述主管道的冷端换热器105；所述蓄冷床包括第一蓄冷床104和第二蓄冷床106，所述第一蓄冷床104与所述第二蓄冷床106均连通于所述主管路上；所述第一活塞101与所述第一蓄冷床104之间设置有向所述第一蓄冷床104方向导通的单向阀400，所述第二活塞102于所述第二蓄冷床106之间设置有向所述第二蓄冷床106方向导通的单向阀400；所述辅助冷却流路包括分别与第一活塞101连通的第一辅助换热器201和第一辅助蓄冷床202，以及分别与所述第二活塞102连通的第二辅助换热器203和第二辅助蓄冷床204；所述第一辅助换热器201与所述第一活塞101之间设置有向所述第一活塞101导通的单向阀400，所述第一辅助蓄冷床202与所述第一辅助换热器201并联设置；所述第二辅助换热器203与所述第二活塞102之间设置有向所述第二活塞102导通的单向阀400，所述第二辅助蓄冷床204与所述第二辅助换热器203并联设置；所述热交换系统还包括设置于所述主流路与所述辅助冷却流路之间的旁路热交换器300，所述辅助冷却流路通过所述旁路热交换器300与所述主流路热交换。
所述辅助冷却流路通过所述旁路热交换器300与所述主流路热交换具体实现方式为：第一辅助蓄冷床202与所述第二辅助蓄冷床204经所述旁路热交换器300相连通，所述第一蓄冷床104与所述第一活塞101之间的部分管路经过所述旁路热交换器300，所述第二蓄冷床106与所述第二活塞102之间的部分管路经过所述旁路热交换器300。
在工作过程中，如图2所示，设备一个过程周期分为两个阶段进行，热交换系统按照该周期持续的循环运行。
第一阶段：在循环过程开始时，第一蓄冷床104和第一辅助蓄冷床202处于去磁状态，第二蓄冷床106和第二辅助蓄冷床204处于加磁状态，此时第一活塞101排液，第二活塞102集液，也即第一活塞101向内侧推动以压缩活塞腔内的空间，第二活塞102向外拉动以扩大活塞腔内的空间，两个活塞的共同作用从而实现推移流体移动。流体离开第一活塞101后，由于所述第一辅助换热器201与所述第一活塞101之间设置的单向阀400以及第二辅助换热器203与所述第二活塞102之间设置的单向阀400阻碍了流体流向第一辅助换热器201和旁路热交换器300，流体只能通过所述第一活塞101与所述第一蓄冷床104之间的单向阀400分别流至主流路中的处于去磁状态的第一蓄冷床104与辅助冷却流路中的处于去磁状态的第一辅助蓄冷床202，由于第一蓄冷床104和第一辅助蓄冷床202的温度较低，吸收了传热流体的热量，流体被冷却，温度降低。随后主流路中的冷流体流至冷端换热器105中以吸收待冷却空间的热量，实现制冷，再进入到处于加磁状态的第二蓄冷床106中吸收该第二蓄冷床106内磁热材料在加磁过程中产生的热量，此时由于所述第二活塞102与述第二蓄冷床106之间设置的单向阀400堵塞，主流路中的传热流体只能进入到旁路热交换器300中与辅助冷却流路中的冷流体进行热量交换，以获得降温。与上述过程同步进行的是，辅助冷却流路中的传热流体在离开处于去磁状态的第一辅助蓄冷床202变为冷流体后流至旁路热交换器300中，在此处辅助冷却流路中的冷流体吸收上述主流路中流体的热量(主流路中流体携带的是磁热材料加磁过程产生的热量)，使主流路中的流体冷却，而后辅助冷却流路中的流体流至处于加磁状态的第二辅助蓄冷床204中吸收该加磁床内磁热材料在加磁过程中产生的热量，由于所述第二活塞102与述第二蓄冷床106之间设置的单向阀400堵塞，辅助冷却流路中的流体只能进入到第二辅助换热器203中，在此处将系统中的热量释放到外界环境。而后辅助冷却流路和主流路中的流体分别通过所述第二辅助换热器203与所述第二活塞102之间设置的单向阀400和第二活塞102与旁路热交换器300之间设置的单向阀400进入到第二活塞102的集液腔内，至此完成循环周期的第一阶段。
第二阶段，在第二阶段中各蓄冷床的加/去磁状态与上述第一阶段相反，相应地，各活塞的动作过程也与上述第一阶段相反。即第一蓄冷床104和第一辅助蓄冷床202处于加磁状态，第二蓄冷床106和第二辅助蓄冷床204处于去磁状态，此时第一活塞101集液，第二活塞102排液，也即第一活塞101向外侧拉动以扩大活塞腔内的空间，第二活塞102向内侧推动以压缩活塞腔内的空间，两个活塞的共同作用从而实现推移流体移动。流体从第二活塞102移出后，由于所述第二辅助换热器203与所述第二活塞102之间设置的单向阀400和第二活塞102与旁路热交换器300之间设置的单向阀400阻碍了流体流向第二辅助换热器203及旁路热交换器300，因此流体只能通过所述第二活塞102与述第二蓄冷床106之间设置的单向阀400分别流至主流路中的处于去磁状态的第二蓄冷床106与辅助冷却流路中的处于去磁状态的第二辅助蓄冷床204，由于第二蓄冷床106和第二辅助蓄冷床204温度较低，吸收了传热流体的热量，流体被冷却，温度降低。随后主流路中的冷流体流至冷端换热器105中以吸收待冷却空间的热量，实现制冷，再进入到处于加磁状态的第一蓄冷床104中吸收该加磁床内磁热材料在加磁过程中产生的热量，此时由于第一活塞101与所述第一蓄冷床104之间的单向阀400堵塞，主流路中的传热流体只能进入到旁路热交换器300中与辅助冷却流路中的冷流体进行热量交换，以获得降温。与上述过程同步进行的是，辅助冷却流路中的传热流体在离开处于去磁状态的第二辅助蓄冷床204变为冷流体后流至旁路热交换器300中，在此处辅助冷却流路中的冷流体吸收上述主流路中流体的热量(主流路中流体携带的是磁热材料加磁过程产生的热量)，使主流路中的流体冷却，而后辅助冷却流路中的流体流至处于加磁状态的第一辅助蓄冷床202中吸收该加磁床内磁热材料在加磁过程中产生的热量，由于第一活塞101与所述第一蓄冷床104之间的单向阀400堵塞，辅助冷却流路中的流体只能进入到第一辅助换热器201中，在此处将系统中的热量释放到外界环境。而后辅助冷却流路和主流路中的流体分别通过所述第二辅助换热器203与所述第二活塞102之间设置的单向阀400和第二活塞102与旁路热交换器300之间设置的单向阀400进入到第一活塞101的集液腔内，至此完成循环周期的第二阶段。
至此一个过程周期内的运行过程结束，系统持续地按此周期循环运行。
该系统流路通过设置辅助冷却流路，主流路与辅助冷却流路中的流体同时工作，两部分流体在旁路热交换器300内进行热量交换(两股流体在旁路热交换器300处不混合)，即辅助冷却流路中的流体流至旁路换热器中，辅助冷却流路中的冷流体用于冷却主流路中的热端换热器，使得流过旁路热交换器300中的主流路的热流体能充分散热、能被更好地冷却。
在上述另一种具体实施方式中，可令辅助冷却流路与主流路分别通过各自独立的活塞驱动，以进一步提高热交换效果。具体地，如图3所示，所述第一活塞101和所述第二活塞102均为两个，两所述第一活塞101分别为第一主活塞1011和第一副活塞1012，两所述第二活塞102分别为第二主活塞1021和第二副活塞1022；所述第一蓄冷床104和所述第二蓄冷床106所在的管路的一端与所述第一主活塞1011连通，另一端与所述第二主活塞1021连通；所述第一辅助蓄冷床202和所述第二辅助蓄冷床204所在的管路的一段与所述第一副活塞1012连通，另一端与所述第二副活塞1022连通。
与之相配合地，旁路热交换器300为两个，两所述旁路交换器分别为第一旁路热交换器301和第二旁路热交换器302；所述第一辅助蓄冷床202与所述第二辅助蓄冷床204经所述第一旁路热交换器301和所述第二旁路热交换器302相连通；所述第一蓄冷床104与所述第一活塞101之间的部分管路经过所述第一旁路热交换器301，所述第二蓄冷床106与所述第二活塞102之间的部分管路经过所述第二旁路热交换器302。
在上述另一种具体实施方式的基础上，该辅助冷却流路采用单独的活塞组即第一副活塞1012和第二副活塞1022驱动，以及旁路热交换器300分为两部分，即分为第一旁路热交换器301和第二旁路热交换器302。通过调节由第一副活塞1012与第二副活塞1022形成的活塞组一与由第一主活塞1011和第二主活塞1021形成的活塞组二的驱动时间相位差，协调两个活塞组的运动状态，以实现辅助冷却流路中的冷流体能更好地冷却主流路中的传热流体。
由于主流路流体需依次流过去磁床、冷端换热器105以及加磁床后再进入旁路热交换器300，而辅助旁通流路中的流体仅流过去磁床后即进入旁路热交换器300，因此主流路中的流体从活塞到达旁路热交换器300的时间较长，故调节两个活塞组的运动状态，使辅助旁通流路中活塞组的动作在时间相位上滞后于主流路中的活塞，目的是为了使两股流体能在同一时间到达旁路热交换器300中，实现更好的换热效果。
优选地，所述第一副活塞1012的伸缩方向与所述第二副活塞1022的伸缩方向相反，所述第一副活塞1012与所述第一主活塞1011的伸缩方向相反，且所述第二副活塞1022与所述第二主活塞1021的伸缩方向相反。即调节两个活塞组的运动状态，使之相反，如辅助冷却流路中第一副活塞1012向内侧推动、第二副活塞1022向外侧拉动；而主流路中第一主活塞1011向外侧拉动，第二主活塞1021向内侧推动，此时辅助冷却流路与主流路中的流体流向相反，也即使得在第一旁路热交换器301和第二旁路热交换器302中，实现了两股流体以逆流的方式换热(如图4中箭头所标示的相反的流体流向)，从而增加了两股流体的接触面积和接触时间，从而使得该热交换系统具备更高效的换热能力。
进一步的，还可调节并匹配辅助冷却流路中活塞组的容量大小，以实现更优的换热效果。
在上述另一种具体实施方式的基础上还可以进一步改进，如图5所示，所述旁路热交换器300为两个，两所述旁路热交换器300分别为第一旁路热交换器301和与所述第一旁路热交换器301相连通的第二旁路热交换器302；所述第一辅助蓄冷床202与所述第一旁路热交换器301相连通，所述第二辅助蓄冷床204与所述第二旁路热交换器302相连通，所述第一旁路热交换器301连入所述第一蓄冷床104与所述第一活塞101之间的管路，所述第二旁路热交换器302连入所述第二蓄冷床106与所述第二活塞102之间的管路；所述第一旁路热交换器301与所述第一蓄冷床104之间、所述第二旁路热交换器302与所述第二蓄冷床106之间均设置有电磁阀500。工作过程中，辅助冷却流路中的流体与主流路中的流体相混合，如图5所示，其主流路的特点与上述另一种具体实施方式相类似，不再赘述。其辅助冷却流路的特点在于：
第一阶段，辅助冷却流路中的流体离开第一活塞101后流至处于去磁状态的第一辅助蓄冷床202冷却，而后混入主流路中的第一热端换热器103，进一步冷却在上一阶段滞留在第一热端换热器103中的流体，此时由于所述第一旁路热交换器301与所述第一蓄冷床104之间的电磁阀500关闭，辅助冷却流路中的流体再流至第二热端换热器107中，与主流路中温度较高的流体混合(该主流路的流体吸收了处于加磁状态的第二蓄冷床106的热量)，以冷却主流路中的传热流体，同时在第二热端换热器107中向外界释放热量，混合后的流体一部分进入到辅助冷却流路的处于加磁状态的第二辅助蓄冷床204中，吸收第二辅助蓄冷床204内磁热材料产生的热量，再进入辅助冷却流路的第二辅助换热器203中释放热量，另一部分流体经单向阀400与上述辅助冷却流路中的流体混合后返回至第二活塞102；第二阶段的流体流动与第一阶段运行原理相似，不再赘述。
该辅助冷却流路中的流体在一个阶段内既流经主流路中的热端换热器，也流过辅助冷却流路中的辅助换热器(即在一个阶段内流过了两次热端换热器)，间接地增大了换热面积与换热时间，使得系统中的热量能充分释放。
进一步地，上述第一旁路热交换器301与第二旁路热交换器302也不局限于串联的方式，也可以并联设置。具体的，如图6所示，所述第一辅助蓄冷床202与所述第一旁路热交换器301相连通，所述第二辅助蓄冷床204与所述第二旁路热交换器302相连通，所述第一旁路热交换器301连入所述第一蓄冷床104与所述第一活塞101之间的管路，所述第二旁路热交换器302连入所述第二蓄冷床106与所述第二活塞102之间的管路；所述第一旁路热交换器301与所述第一辅助蓄冷床202之间、所述第二旁路热交换器302与所述第二辅助蓄冷床204之间均设置有电磁阀500。
在工作过程中，第一阶段，辅助冷却流路中的流体离开第一活塞101后流至处于去磁状态的第一辅助蓄冷床202冷却，而后混入主流路中的第一热端换热器103中，进一步冷却在上一阶段滞留在第一热端换热器103中的流体，而后与主流路中的流体混合，使得混合后的流体温度下降(由于主流路中的热流体在上一阶段在第一热端换热器103中可能存在散热不充分，流体混合降温使得流体在去磁冷流动之前获得预冷却)，而后再进入到处于去磁状态的第一蓄冷床104中，混合流体获得冷却，再流至冷端换热器105中吸收待冷却环境中的热量。随后进入至处于加磁状态的第二蓄冷床106中吸收磁热材料在加磁过程中释放的热量，而后再进入第二热端换热器107中与外界环境进行热量交换，释放系统中的热量，然后混合流体分流，一部分流体继续沿主流路直至到达第二活塞102，另一部分流体流至辅助冷却流路中的处于加磁状态的第二辅助蓄冷床204中，再吸收该第二辅助蓄冷床204中的热量，而后进入到第二辅助换热器203中换热，最后与主流路中的流体共同回流至第二活塞102中；第二阶段的流体流动与第一阶段运行原理类似，不再赘述。
这样，旁通流路的流体参与主流路中的热量交换，吸收主流路中的磁热材料和换热流体的热量，在混合流体进入主流路中的热端换热器获得冷却后，其中一部分流体又进入旁通流路中的热端换热器再次获得冷却，因此返回至活塞腔内混合后的流体温度较低，也即使得去磁时的冷流动流体初始温度较低，有利于流体充分冷却，获得更低的温度，提升了热交换系统的温跨和制冷量。
进一步地，还可以在热端换热器与主流路之间设置连通通路，即该热交换系统还包括第一连通通路和第二连通通路，所述第一连通通路和所述第二连通通路均设置有电磁阀500；所述第一连通通路的一端与所述第一旁路热交换器301相连通，其另一端通过第一接入点与所述第一蓄冷床104所在的管路相连通；所述第二连通通路的一端与所述第二旁路热交换器302相连通，其另一端通过第二接入点与所述第二蓄冷床106所在的管路相连通。
如图7所示，上述第一接入点位于所述第一蓄冷床104与所述冷端换热器105之间，所述第二接入点位于所述第二蓄冷床106与所述冷端换热器105之间。在工作过程中，第一阶段，第一活塞101推移流体时，设置在第一连通通路上的电磁阀500与第一辅助换热器201所在通路上的电磁阀500均开启，设置在第二连通通路上的电磁阀500与第二辅助换热器203所在通路上的电磁阀500均关闭，辅助冷却流路中的流体进入处于去磁状态的第一辅助蓄冷床202中冷却，冷流体进入第一热端换热器103中与主流路中的流体混合，以进一步冷却在上一阶段滞留在第一热端换热器103中的流体。而后由于第一热端换热器103与第一蓄冷床104之间的单向阀400堵塞，流体不会进入处于去磁状态的第一蓄冷床104中，且此时第一连通通路上的电磁阀5001开启、第二连通通路上的电磁阀500关闭，辅助冷却流路中的流体流至与主流路的接入点B(位于图中第二蓄冷床106的右侧)，与主流路中的传热流体混合，而后一同进入至处于加磁状态的第二蓄冷床106中，吸收第二蓄冷床106中磁热材料在加磁过程中产生的热量，再进入至第二热端散热器中散热，而后一部分流体沿主流路返回至第二活塞102中，另一部分流体沿辅助冷却流路进入处于加磁状态的第二辅助蓄冷床204中冷却磁热材料，再进入第二辅助换热器203中散热，最后与主流路中的流体混合一同返回至第二活塞102中；同理，第二阶段，设置在第一连通通路上的电磁阀500与第一辅助换热器201所在通路上的电磁阀500均关闭，设置在第二连通通路上的电磁阀500与第二辅助换热器203所在通路上的电磁阀500均开启，第二活塞102推动流体流动，流体流至第二热端换热器107后，经A点与主流路中的流体混合，其后的过程与第一阶段运行原理类似，不再赘述。
这样，该辅助冷却流路中的流体冷却了主流路中冷端换热器105后的流体，使得混合后流体温度降低，因此加磁床中的磁热材料能被更好地冷却，即该实施方式辅助旁通流路中流体的目的在于冷却加磁床中的磁热材料，使得磁热材料在去磁过程开始时具有较低的初始温度，因而能获得更大的温跨和制冷量。
如图8所示，上述第一接入点还可位于所述第一蓄冷床104远离所述冷端换热器105的一侧，所述第二接入点位于所述第二蓄冷床106远离所述冷端换热器105的一侧。此时，
辅助冷却流路中的流体进入主流路的接入点在C点和D点处(位于图中第一蓄冷床104和第二蓄冷床106的左侧)，也即辅助冷却流路中的流体与主流路中流过加磁床后的流体混合，由于流过加磁床后的流体因吸收磁热材料的热量而温度升高，辅助冷却流路中的流体将其冷却。辅助冷却流路中的流体目的在于冷却主流路中吸收了加磁床热量的热流体，使得在去磁过程中流过主流路去磁床的流体温度较低，因而流体能获得更低的冷却温度，因此能带来更大的温跨和制冷量。
除了上述热交换系统，本发明还提供一种包括该热交换系统的磁制冷设备，该磁制冷设备的其他各部分结构请参考现有技术，在此不做赘述。该磁制冷设备包括磁热材料、磁场系统、换热流体、蓄冷床(也即磁工质床)、驱动机构以及热交换系统等。其中，磁场系统用于反复给磁热材料加磁/去磁，蓄冷床内装有磁热材料，换热流体与磁热材料在蓄冷床内进行热量转换(基于这一原理，本发明将蓄冷床限定为热交换系统的一个组成部分)，热交换系统用于实现介于蓄冷床和外界环境之间的热量交换；驱动机构是磁制冷机的动力源，用于实现磁场系统和蓄冷床的相对运动，或者驱动换热流体流动。
磁制冷设备的循环运行过程一般分为四个阶段，分别为：加磁阶段、热流动阶段、去磁阶段、冷流动阶段。这四个阶段为一个周期，磁制冷设备以此循环运行。在加磁阶段，磁体给磁热材料施加磁场，磁热材料磁熵减小，向外释放热量，温度上升；而后向蓄冷床内通以传热流体，传热流体带走磁热材料产生的热量，使得磁热材料温度下降；接下来移除磁场，磁热材料因去磁而磁熵增大，需从外界吸收热量；随后再向蓄冷床内通以传热流体，让磁热材料冷却传热流体，传热流体温度下降。系统再将此传热流体通至冷端换热器105中，用以实现制冷。通常情况下，磁制冷系统中的冷流体是指吸收了去磁过程中磁热材料冷量的流体；相反地，热流体是指吸收了加磁过程中磁热材料热量的流体。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体等。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (14)
1.一种热交换系统，用于磁制冷设备，其特征在于，包括：
主流路，所述主流路包括用于安装磁热材料的蓄冷床和与所述蓄冷床连通的主管道，所述主管道内填充有用于与所述蓄冷床内的磁热介质热交换的换热介质；
辅助冷却流路，所述辅助冷却流路与所述主流路相连通，并通过其内流通的换热介质冷却所述主流路；
所述主流路包括设置于所述主管道一端的第一活塞(101)、设置于所述主管道另一端的第二活塞(102)，以及分别连通于所述主管道的第一热端换热器(103)、冷端换热器(105)和第二热端换热器(107)；
所述蓄冷床包括第一蓄冷床(104)和第二蓄冷床(106)，所述第一蓄冷床(104)与所述第二蓄冷床(106)均连通于主管路上；
所述第一活塞(101)与所述第一蓄冷床(104)之间设置有向所述第一蓄冷床(104)方向导通的单向阀(400)，所述第二活塞(102)与所述第二蓄冷床(106)之间设置有向所述第二蓄冷床(106)方向导通的单向阀(400)，所述第一热端换热器(103)与所述第一活塞(101)之间设置有向所述第一活塞(101)方向导通的单向阀(400)，所述第二热端换热器(107)与所述第二活塞(102)之间设置有向所述第二活塞(102)方向导通的单向阀(400)；
所述辅助冷却流路的一端连通于所述第一蓄冷床(104)与所述冷端换热器(105)之间，其另一端连通于所述第二蓄冷床(106)于所述冷端换热器(105)之间。
2.根据权利要求1所述的热交换系统，其特征在于，所述辅助冷却流路与所述主流路的至少一个连通位置设置有流量控制阀(600)。
3.根据权利要求1所述的热交换系统，其特征在于，所述主流路为两组，两所述主流路并联设置于所述第一活塞(101)与所述第二活塞(102)之间；每个所述主流路上分别设置有所述辅助冷却流路。
4.一种热交换系统，用于磁制冷设备，其特征在于，包括：
主流路，所述主流路包括用于安装磁热材料的蓄冷床和与所述蓄冷床连通的主管道，所述主管道内填充有用于与所述蓄冷床内的磁热介质热交换的换热介质；
辅助冷却流路，所述辅助冷却流路与所述主流路相连通，并通过其内流通的换热介质冷却所述主流路；
所述主流路包括设置于所述主管道一端的第一活塞(101)、设置于所述主管道另一端的第二活塞(102)，以及连通于所述主管道的冷端换热器(105)；
所述蓄冷床包括第一蓄冷床(104)和第二蓄冷床(106)，所述第一蓄冷床(104)与所述第二蓄冷床(106)均连通于主管路上；
所述第一活塞(101)与所述第一蓄冷床(104)之间设置有向所述第一蓄冷床(104)方向导通的单向阀(400)，所述第二活塞(102)与所述第二蓄冷床(106)之间设置有向所述第二蓄冷床(106)方向导通的单向阀(400)；
所述辅助冷却流路包括分别与第一活塞(101)连通的第一辅助换热器(201)和第一辅助蓄冷床(202)，以及分别与所述第二活塞(102)连通的第二辅助换热器(203)和第二辅助蓄冷床(204)；
所述第一辅助换热器(201)与所述第一活塞(101)之间设置有向所述第一活塞(101)导通的单向阀(400)，所述第一辅助蓄冷床(202)与所述第一辅助换热器(201)并联设置；
所述第二辅助换热器(203)与所述第二活塞(102)之间设置有向所述第二活塞(102)导通的单向阀(400)，所述第二辅助蓄冷床(204)与所述第二辅助换热器(203)并联设置；
所述热交换系统还包括设置于所述主流路与所述辅助冷却流路之间的旁路热交换器(300)，所述辅助冷却流路通过所述旁路热交换器(300)与所述主流路热交换。
5.根据权利要求4所述的热交换系统，其特征在于，所述第一辅助蓄冷床(202)与所述第二辅助蓄冷床(204)经所述旁路热交换器(300)相连通，所述第一蓄冷床(104)与所述第一活塞(101)之间的部分管路经过所述旁路热交换器(300)，所述第二蓄冷床(106)与所述第二活塞(102)之间的部分管路经过所述旁路热交换器(300)。
6.根据权利要求5所述的热交换系统，其特征在于，所述第一活塞(101)和所述第二活塞(102)均为两个，两所述第一活塞(101)分别为第一主活塞(1011)和第一副活塞(1012)，两所述第二活塞(102)分别为第二主活塞(1021)和第二副活塞(1022)；
所述第一蓄冷床(104)和所述第二蓄冷床(106)所在的管路的一端与所述第一主活塞(1011)连通，另一端与所述第二主活塞(1021)连通；
所述第一辅助蓄冷床(202)和所述第二辅助蓄冷床(204)所在的管路的一段与所述第一副活塞(1012)连通，另一端与所述第二副活塞(1022)连通。
7.根据权利要求6所述的热交换系统，其特征在于，旁路热交换器(300)为两个，两旁路交换器分别为第一旁路热交换器(301)和第二旁路热交换器(302)；
所述第一辅助蓄冷床(202)与所述第二辅助蓄冷床(204)经所述第一旁路热交换器(301)和所述第二旁路热交换器(302)相连通；
所述第一蓄冷床(104)与所述第一活塞(101)之间的部分管路经过所述第一旁路热交换器(301)，所述第二蓄冷床(106)与所述第二活塞(102)之间的部分管路经过所述第二旁路热交换器(302)。
8.根据权利要求7所述的热交换系统，其特征在于，所述第一副活塞(1012)的伸缩方向与所述第二副活塞(1022)的伸缩方向相反，所述第一副活塞(1012)与所述第一主活塞(1011)的伸缩方向相反，且所述第二副活塞(1022)与所述第二主活塞(1021)的伸缩方向相反。
9.根据权利要求4所述的热交换系统，其特征在于，
所述旁路热交换器(300)为两个，两所述旁路热交换器(300)分别为第一旁路热交换器(301)和与所述第一旁路热交换器(301)相连通的第二旁路热交换器(302)；
所述第一辅助蓄冷床(202)与所述第一旁路热交换器(301)相连通，所述第二辅助蓄冷床(204)与所述第二旁路热交换器(302)相连通，所述第一旁路热交换器(301)连入所述第一蓄冷床(104)与所述第一活塞(101)之间的管路，所述第二旁路热交换器(302)连入所述第二蓄冷床(106)与所述第二活塞(102)之间的管路；
所述第一旁路热交换器(301)与所述第一蓄冷床(104)之间、所述第二旁路热交换器(302)与所述第二蓄冷床(106)之间均设置有电磁阀(500)。
10.根据权利要求4所述的热交换系统，其特征在于，所述旁路热交换器(300)为两个，两所述旁路热交换器(300)分别为第一旁路热交换器(301)和与所述第一旁路热交换器(301)并联设置的第二旁路热交换器(302)；
所述第一辅助蓄冷床(202)与所述第一旁路热交换器(301)相连通，所述第二辅助蓄冷床(204)与所述第二旁路热交换器(302)相连通，所述第一旁路热交换器(301)连入所述第一蓄冷床(104)与所述第一活塞(101)之间的管路，所述第二旁路热交换器(302)连入所述第二蓄冷床(106)与所述第二活塞(102)之间的管路；
所述第一旁路热交换器(301)与所述第一辅助蓄冷床(202)之间、所述第二旁路热交换器(302)与所述第二辅助蓄冷床(204)之间均设置有电磁阀(500)。
11.根据权利要求10所述的热交换系统，其特征在于，还包括第一连通通路和第二连通通路，所述第一连通通路和所述第二连通通路均设置有电磁阀(500)；
所述第一连通通路的一端与所述第一旁路热交换器(301)相连通，其另一端通过第一接入点与所述第一蓄冷床(104)所在的管路相连通；
所述第二连通通路的一端与所述第二旁路热交换器(302)相连通，其另一端通过第二接入点与所述第二蓄冷床(106)所在的管路相连通。
12.根据权利要求11所述的热交换系统，其特征在于，所述第一接入点位于所述第一蓄冷床(104)与所述冷端换热器(105)之间，所述第二接入点位于所述第二蓄冷床(106)与所述冷端换热器(105)之间。
13.根据权利要求11所述的热交换系统，其特征在于，所述第一接入点位于所述第一蓄冷床(104)远离所述冷端换热器(105)的一侧，所述第二接入点位于所述第二蓄冷床(106)远离所述冷端换热器(105)的一侧。
14.一种磁制冷设备，包括热交换系统，其特征在于，所述热交换系统为如权利要求1-13任一项所述的热交换系统。
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