CN110617648A - 磁制冷机用高效散热系统及其散热方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁制冷机用高效散热系统，包括：散热器、风扇、雾喷装置、水泵、蓄水器、第一电磁阀、液位传感器、收集装置、控制器。本发明还公开了一种磁制冷机用高效散热系统的散热方法。本发明采用风冷加水冷的散热方式，大大增加了散热器的散热能力，降低了进入磁工质材料的热交换液的温度，拓宽了磁制冷机的制冷温跨，确保其高效的工作。

Description

磁制冷机用高效散热系统及其散热方法

技术领域

本发明涉及一种磁制冷技术，具体是，涉及一种磁制冷机用高效散热系统及其散热方法。

背景技术

散热技术是磁制冷性能提高的一项重要方面，良好的散热性能能够降低进入制冷床的热交换液的温度，提高制冷机性能，拓宽制冷机的温跨。

目前磁制冷机的散热系统基本均是风冷式，也就是将风扇安装于散热器上。由热端流出的换热流体流入散热器，在风扇的作用下进行散热。这种散热方式相对简单，但存在很大的问题，当制冷机运行一段时间后，水温逐渐上升，单纯的风冷散热已经难以将水温降低，导致进入制冷床的水温明显偏高，甚至高出磁工质材料居里温度，这对制冷机的制冷极为不利，制冷机退磁制冷的一部分冷量被中和，使得制冷机的温跨难以拓展，制冷能力明显下降，甚至冷端和冷室温度都有小幅反弹的可能性。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种磁制冷机用高效散热系统及其散热方法，采用风冷加水冷的散热方式，大大增加了散热器的散热能力，降低了进入磁工质材料的热交换液的温度，拓宽了磁制冷机的制冷温跨。

技术方案如下：

一种磁制冷机用高效散热系统，包括：散热器、风扇、雾喷装置、水泵、蓄水器、第一电磁阀、液位传感器、收集装置、控制器；散热器设置有散热器架，上下两组风扇安装在散热器架上，散热器上设置有温度传感器；雾喷装置通过管路连接蓄水器，雾喷装置用于将水雾化并喷洒至散热器上，雾喷装置固定在热器架上，位于风扇、散热器之间；水泵、第一电磁阀设置在雾喷装置、蓄水器之间的管路上，蓄水器设置有液位传感器；水泵、第一电磁阀分别通过导线连接外接电源，水泵、第一电磁阀的控制端、液位传感器分别通过信号线连接控制器；控制器用于控制水泵、第一电磁阀或者第二电磁阀的开启或者关闭。

进一步，收集装置固定在热器架上，风扇、收集装置分别位于散热器的两侧；收集装置通过管路连接蓄水器，第二电磁阀设置在收集装置、蓄水器之间的管路上；收集装置设置有液位传感器，液位传感器用于检测收集装置的液位信息，并且将液位信息传递到控制器；第二电磁阀通过导线连接外接电源，第二电磁阀的控制端通过信号线连接控制器。

进一步，温度传感器发送温度信号给控制器，当散热器的温度高于设定值时，控制器发出控制信号并开启第一电磁阀，启动水泵。

进一步，当控制器检测到蓄水器的液位传感器失去液位信号后，控制器发出警报，告警蓄水器需要补水。

进一步，当收集装置的液位传感器检测到液位信号后，发送液位信号给控制器，控制器发出控制信号并开启第二电磁阀，通过收集装置向雾喷装置供水。

进一步，散热器为管片式或管带式散热器，材质为铜。

进一步，蓄水器的液位传感器的位置高于蓄水器的出水口，收集装置的液位传感器靠近收集装置的顶部。

一种磁制冷机用高效散热系统的散热方法，包括：

向蓄水器中注满水，磁制冷机运行时，启动风扇，采用风冷方式对散热器散热；

当水温高于设定温度时，控制器控制第一电磁阀和水泵同时开启，水泵将蓄水器中的水输送到雾化装置，水雾化后喷到散热器表面，在风扇的作用下，散热器表面的水蒸发吸收热量，使散热器温度下降；雾化喷洒过程中未留在散热器表面的水流入到散热器对面的收集装置中储存起来。

优选的，第二电磁阀打开，水泵将收集装置中的水吸到雾喷装置，形成雾化喷洒到散热器上进行散热，收集装置的容积大于雾喷装置一次的喷水量。

优选的，当液位低于液位传感器标定的液位时，控制器检测到液位传感器失去液位信号，控制器发出报警信号，提醒向蓄水器中注水。

本发明技术效果包括：

本发明采用风冷加水冷的散热方式，大大增加了散热器的散热能力，可以将磁制冷机热端产生的热量迅速散出，保证磁制冷材料工作在最佳温区中，降低了进入磁工质材料的热交换液的温度，拓宽了磁制冷机的制冷温跨，提高了制冷效果。

附图说明

图1是本发明中磁制冷机用高效散热系统的结构示意图。

具体实施方式

以下描述充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践和再现。

经过分析，降低散热器的温度是保证制冷能力能够正常发挥的关键因素，是拓展制冷温跨，提高制冷能力的有效途径。本发明旨在解决散热器温度难以降低的问题，采用风冷式和水冷式相结合的方法，能够极大地降低散热器温度，提高制冷效果。

如图1所示，是本发明中磁制冷机用高效散热系统的结构示意图。

磁制冷机用高效散热系统，结构包括：散热器1、风扇2、雾喷装置3、水泵4、蓄水器5、第一电磁阀6、液位传感器7、收集装置8、第二电磁阀9、控制器10。

散热器1设置有散热器架11，风扇2分为上下两组，上下两组风扇2安装在散热器架11上。散热器1为管片式或管带式散热器，管片式或管带式散热器材质为铝或者铜；散热器架11用于支撑并连接上下两层风扇2。散热器1上设置有温度传感器。

雾喷装置3固定在热器架11上，并位于风扇2、散热器1之间，雾喷装置3通过管路连接蓄水器5，用于将水雾化并喷洒至散热器上1。雾喷装置3的数量为3-5个，焊接在散热器架11上，并且安装在稍高于风扇2中心的位置。

水泵4、第一电磁阀6设置在雾喷装置3、蓄水器5之间的管路上。蓄水器5的作用是蓄水。水泵4用于将蓄水器5中的水抽到雾喷装置3，进行喷雾散热；第一电磁阀6适时开启或者关闭雾喷装置3到蓄水器5之间的管路，控制水的流向与流量。水泵4可以是小流量低压力的容积泵或者叶片泵。

收集装置8固定在热器架11上，风扇2、收集装置8分别位于散热器1的两侧。收集装置8用于收集喷雾后未停留在散热器1表面的水滴，以循环利用水资源，收集装置8通过管路连接蓄水器5，第二电磁阀9设置在收集装置8、蓄水器5之间的管路上。第二电磁阀9适时开启或者关闭收集装置8、蓄水器5之间的管路，控制水的流向与流量。

收集装置8、蓄水器5分别设置有液位传感器7，液位传感器7用于感知收集装置8、蓄水器5的液位信息，并且将液位信息传递到控制器10，当蓄水器5的液位低于设定值时控制器10发出警报信号。蓄水器5的液位传感器距蓄水器底部有一定距离，且该传感器的位置略高于蓄水器5出水口。收集装置8的液位传感器7距其顶部有一定距离。

水泵4、第一电磁阀6、第二电磁阀9分别通过导线连接外接电源，水泵4、第一电磁阀6、第二电磁阀9的控制端，以及液位传感器7分别通过信号线连接控制器10。

控制器10用于控制水泵4、第一电磁阀6或者第二电磁阀9的开启或者关闭，温度传感器发送温度信号给控制器10，当散热器1的温度高于设定值Tc时，控制器10发出控制信号并开启第一电磁阀6，开启水泵4。当散热器1的温度低于设定值Tc时，散热器1仅通过风扇2散热。

当收集装置8的液位传感器7检测到液位信号后，发送液位信号给控制器10，控制器10发出控制信号并开启第二电磁阀9，通过收集装置8向雾喷装置3供水。当控制器10检测到蓄水器5的液位传感器7失去液位信号后，发出警报，告警蓄水器5需要补水。

磁制冷机用高效散热系统的散热方法，具体包括以下步骤：

运行之前，先往蓄水器5中注满水；磁制冷机运行时，启动风扇2；

散热器1中水温随着磁制冷机运行逐渐上升，当水温低于设定温度Tc(温度传感器测定Tc)时，只启动风扇2，采用风冷方式对散热器散热。

当水温高于设定温度Tc时，单纯的风冷方式无法有效降低散热器1的温度，此时将会同时启动风冷和水冷方式进行散热，控制器10控制第一电磁阀6和水泵4同时开启，水泵4将水输送到雾化装置3，水雾化后喷到散热器1表面，在风扇2的作用下，散热器1表面的水迅速蒸发吸收热量，使散热器1温度迅速下降。雾化喷洒过程中未留在散热器1表面的水会流入到散热器1对面的收集装置8中储存起来，等水量到达液位标定位置后，液位传感器7会产生液位信号，并传递给控制器10。

当下次需要喷水冷却时，第二电磁阀9打开，水泵4将收集装置8中的水吸到雾喷装置3，形成雾化喷洒到散热器1上进行散热。由于收集装置8的容积大于雾喷装置3一次的喷水量，所以在利用收集装置8中的储存水时，只需要电磁阀9开启，不需要从蓄水器5中抽水，这样起到了循环利用冷却水的目的。

蓄水器5底部设置液位传感器7，当液位低于液位传感器7标定的液位时，控制器10检测到液位传感器7失去液位信号，控制器10发出报警信号，提醒使用者向蓄水器5中注水。

本发明利用风冷和水冷的方式对散热器进行散热，提高了散热能力，效果远远优于单纯的风冷散热，有效的提高了制冷效果，拓宽了制冷机的制冷温跨。

本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种磁制冷机用高效散热系统，其特征在于，包括：散热器、风扇、雾喷装置、水泵、蓄水器、第一电磁阀、液位传感器、收集装置、控制器；散热器设置有散热器架，上下两组风扇安装在散热器架上，散热器上设置有温度传感器；雾喷装置通过管路连接蓄水器，雾喷装置用于将水雾化并喷洒至散热器上，雾喷装置固定在热器架上，位于风扇、散热器之间；水泵、第一电磁阀设置在雾喷装置、蓄水器之间的管路上，蓄水器设置有液位传感器；水泵、第一电磁阀分别通过导线连接外接电源，水泵、第一电磁阀的控制端、液位传感器分别通过信号线连接控制器；控制器用于控制水泵、第一电磁阀或者第二电磁阀的开启或者关闭。

2.如权利要求1所述磁制冷机用高效散热系统，其特征在于，收集装置固定在热器架上，风扇、收集装置分别位于散热器的两侧；收集装置通过管路连接蓄水器，第二电磁阀设置在收集装置、蓄水器之间的管路上；收集装置设置有液位传感器，液位传感器用于检测收集装置的液位信息，并且将液位信息传递到控制器；第二电磁阀通过导线连接外接电源，第二电磁阀的控制端通过信号线连接控制器。

3.如权利要求1所述磁制冷机用高效散热系统，其特征在于，温度传感器发送温度信号给控制器，当散热器的温度高于设定值时，控制器发出控制信号并开启第一电磁阀，启动水泵。

4.如权利要求3所述磁制冷机用高效散热系统，其特征在于，当控制器检测到蓄水器的液位传感器失去液位信号后，控制器发出警报，告警蓄水器需要补水。

5.如权利要求2所述磁制冷机用高效散热系统，其特征在于，当收集装置的液位传感器检测到液位信号后，发送液位信号给控制器，控制器发出控制信号并开启第二电磁阀，通过收集装置向雾喷装置供水。

6.如权利要求1所述磁制冷机用高效散热系统，其特征在于，散热器为管片式或管带式散热器，材质为铜。

7.如权利要求2所述磁制冷机用高效散热系统，其特征在于，蓄水器的液位传感器的位置高于蓄水器的出水口，收集装置的液位传感器靠近收集装置的顶部。

8.一种磁制冷机用高效散热系统的散热方法，包括：

向蓄水器中注满水，磁制冷机运行时，启动风扇，采用风冷方式对散热器散热；

当水温高于设定温度时，控制器控制第一电磁阀和水泵同时开启，水泵将蓄水器中的水输送到雾化装置，水雾化后喷到散热器表面，在风扇的作用下，散热器表面的水蒸发吸收热量，使散热器温度下降；雾化喷洒过程中未留在散热器表面的水流入到散热器对面的收集装置中储存起来。

9.如权利要求8所述磁制冷机用高效散热系统的散热方法，其特征在于，第二电磁阀打开，水泵将收集装置中的水吸到雾喷装置，形成雾化喷洒到散热器上进行散热，收集装置的容积大于雾喷装置一次的喷水量。

10.如权利要求8所述磁制冷机用高效散热系统的散热方法，其特征在于，当液位低于液位传感器标定的液位时，控制器检测到液位传感器失去液位信号，控制器发出报警信号，提醒向蓄水器中注水。