CN113551439A - 蓄冷器、蓄冷装置以及磁制冷系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种蓄冷器、蓄冷装置以及磁制冷系统。该蓄冷器包括壳体，壳体上设置有两个接头，接头能够与管路连接；壳体内形成有内腔和内流道，内腔用于容纳磁热材料，内流道上设置有两个第一挡板和两个第二挡板，第一挡板用于控制与其在同一侧的接头是否与内流道连通，第二挡板用于控制相邻蓄冷器的两个内流道是否连通。利用该蓄冷器，该蓄冷器包括挡板用于控制换热流体的流动方向，有利于磁制冷系统变换不同的制冷模块组合，从而有利于实现磁制冷系统不同换热形式的切换，继而有利于调节磁制冷系统的制冷能力。

Description

蓄冷器、蓄冷装置以及磁制冷系统

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，尤其涉及一种蓄冷器、蓄冷装置以及磁制冷系统。

背景技术

目前主流的制冷技术为蒸汽压缩，其对环境有着不良影响。因此，人们逐渐把视线转移到其他绿色新型制冷技术的应用中。磁制冷技术具有环保、节能的特点，无疑具备显而易见的优势。现今，磁制冷技术由于其伴随着巨大的商业潜力而越来越受到各国研究机构的重视。相关的实验研究也在各高校及科研机构中竞相开展。磁制冷技术的研究热点主要在磁工质材料、磁制冷机的结构以及换热系统的开发上。

磁制冷技术是利用磁热材料的磁热效应来产生制冷效果。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。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。而当移除外磁场时，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，磁熵的变化越大，其换热量也越大。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。不断重复上述过程，并用特定的循环流路使其连接，以构成热交换组件，从而实现连续制冷。

磁制冷系统通常包括磁热材料、磁场组件、换热流体、蓄冷器、驱动机构以及热交换组件。磁场组件用于反复给磁热材料加磁、去磁。蓄冷器内装有磁热材料，换热流体与磁热材料在蓄冷器内进行热量转换。热交换组件用于实现换热流体与外界环境以及换热流体与待冷却空间之间的热量交换。驱动机构是磁制冷系统的动力源，用于实现磁场组件和蓄冷器的相对运动，或者驱动换热流体流动。

磁制冷系统的循环运行周期一般分为四个阶段，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，磁制冷机以此周期循环运行。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。在后续的热流动阶段，蓄冷器内通以换热流体，换热流体带走磁热材料产生的热量，使得磁热材料温度下降。在随后的去磁阶段，移除磁场，磁热材料因去磁而磁熵增大，需要从外界吸收热量，温度下降。在最后的冷流动阶段，再次向蓄冷器内通以换热流体，让磁热材料冷却换热流体，使得换热流体温度下降，磁制冷系统再将此换热流体传递至冷端换热器中，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换热流体；相应地，热流体是指吸收了加磁过程中磁热材料热量的换热流体。

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。相同磁场条件下，磁热材料在居里温度处的磁熵变化最大，磁热效应也最大。因此，室温磁制冷系统中的磁热材料的居里温度应接近其工作温度。

磁制冷系统的实际工作性能与系统内蓄冷器的数量和系统形式密切相关，不同蓄冷器的数量必然导致磁制冷系统的组成形式存在较大差异。然而目前的磁制冷系统由于涉及结构尚不成熟，其样机形式也并不统一，且磁制冷系统涉及磁场组件、蓄冷器、驱动机构以及热交换组件等，器件较为复杂。磁制冷系统安装完成后不宜反复拆卸，故而蓄冷器在安装后其结构固定，导致换热系统形式也随之固定，在运行过程中不易改变，导致磁制冷系统的制冷能力不易调节。

发明内容

针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种蓄冷器、蓄冷装置以及磁制冷系统。该蓄冷器包括挡板，用于控制换热流体的流动方向，有利于磁制冷系统变换不同的制冷模块组合，从而有利于实现磁制冷系统不同换热形式的切换，继而有利于调节磁制冷系统的制冷能力。

第一方面，本发明提供了一种蓄冷器，该蓄冷器包括壳体，所述壳体上设置有两个接头，所述接头能够与管路连接；所述壳体内形成有内腔和内流道，所述内腔用于容纳磁热材料，所述内流道上设置有两个第一挡板和两个第二挡板，所述第一挡板用于控制与其在同一侧的所述接头是否与所述内流道连通，所述第二挡板用于控制相邻蓄冷器的两个所述内流道是否连通。利用该蓄冷器，该蓄冷器包括挡板用于控制换热流体的流动方向，有利于磁制冷系统变换不同的制冷模块组合，从而有利于实现磁制冷系统不同换热形式的切换，继而有利于调节磁制冷系统的制冷能力。

在第一方面的一个实施方式中，所述第一挡板通过向上或向下移动以开启或闭合从而导通或关闭与其在同一侧的所述接头与所述内流道间的流体通道，相邻蓄冷器的相邻的两个所述第二挡板通过一同向上或向下移动以开启或闭合从而导通或关闭相邻蓄冷器的两个所述内流道之间的连接。通过该实施方式，有利于通过控制挡板的开启或闭合从而控制换热流体的流动方向。

第二方面，本发明还提供了一种蓄冷装置，该蓄冷装置包括偶数个第一方面及其任一实施方式所述蓄冷器。利用该蓄冷装置，其蓄冷器包括挡板以控制换热流体的流动方向，有利于磁制冷系统变换不同的制冷模块组合，从而有利于实现磁制冷系统不同换热形式的切换，继而有利于调节磁制冷系统的制冷能力。

在第二方面的一个实施方式中，所述蓄冷器依次衔接形成闭合环。通过该实施方式，蓄冷器依次衔接，从而相邻的蓄冷器的内流道能够通过开启相应的两个第二挡板而相互连通，有利于控制换热流体的流动方向，以有利于磁制冷系统变换不同的制冷模块组合，从而有利于实现磁制冷系统不同换热形式的切换，继而有利于调节磁制冷系统的制冷能力。

在第二方面的一个实施方式中，所述蓄冷装置包括偶数个制冷模块，每个制冷模块包括数量相等的蓄冷器，每个制冷模块中的各个蓄冷器依次衔接。通过该实施方式，有利于确保蓄冷装置的正常工作。

在第二方面的一个实施方式中，所述制冷模块包括一个蓄冷器，所述蓄冷器的两个第一挡板开启，所述蓄冷器的两个第二挡板闭合；或者，所述制冷模块包括多个蓄冷器，两端的两个蓄冷器的外侧的第一挡板开启且第二挡板闭合，所述制冷模块其他的第一挡板均闭合且所述制冷模块其他的第二挡板均开启。通过该实施方式有利于换热流体从制冷模块的一端流入并从制冷模块的另一端流出。

在第二方面的一个实施方式中，所述蓄冷装置的偶数个制冷模块沿所述蓄冷装置的周向均匀分布。通过该实施方式，能够确保当一个制冷模块处于加磁状态时，与其中心对称的制冷模块处于去磁状态，从而确保了蓄冷装置的正常工作。

第三方面，本发明还提供了一种磁制冷系统，该磁制冷系统包括第二方面及其任一实施方式所述蓄冷装置。利用该磁制冷系统，其蓄冷器包括挡板以控制换热流体的流动方向，有利于磁制冷系统变换不同的制冷模块组合，从而有利于实现磁制冷系统不同换热形式的切换，继而有利于调节磁制冷系统的制冷能力。

在第三方面的一个实施方式中，所述磁制冷系统还包括：热端换热器，用于将所述蓄冷装置产生的热量释放到待制冷区域的外部；冷端换热器，用于将所述蓄冷装置产生的冷量释放到所述待制冷区域；泵，用于驱动换热流体；恒温槽，用于提供恒温的冷却水；冷却器，用于为从所述泵流出的换热流体降温；以及排气罐，用于排出所述磁制冷系统在运行过程中产生的气体。通过该实施方式，有利于磁制冷系统的正常工作。

在第三方面的一个实施方式中，所述磁制冷系统使用所述蓄冷装置的所述制冷模块进行制冷。通过该实施方式，有利于磁制冷系统利用制冷模块进行制冷。

在第三方面的一个实施方式中，所述蓄冷装置包括两个所述制冷模块，两个所述制冷模块并联在所述热端换热器与所述冷端换热器之间；当一个制冷模块处于去磁阶段时，另一个制冷模块处于加磁阶段。通过该实施方式有利于包括两个制冷模块的磁制冷系统正常工作，并能够通过调节制冷模块中的蓄冷器的数量，调节磁制冷系统的制冷能力。

在第三方面的一个实施方式中，所述蓄冷装置包括四个所述制冷模块，四个所述制冷模块并联在所述热端换热器与所述冷端换热器之间；四个所述制冷模块分别为第一制冷模块、第二制冷模块、第三制冷模块和第四制冷模块；当所述第一制冷模块处于冷流动阶段时，所述第二制冷模块处于热流动阶段，所述第三制冷模块处于去磁阶段，所述第四制冷模块处于加磁阶段。通过该实施方式有利于包括四个制冷模块的磁制冷系统正常工作，并能够通过调节制冷模块中的蓄冷器的数量，调节磁制冷系统的制冷能力。

本申请提供的蓄冷器、蓄冷装置以及磁制冷系统，相较于现有技术，具有如下的有益效果。

1、利用该蓄冷器，该蓄冷器包括挡板用于控制换热流体的流动方向，有利于磁制冷系统变换不同的制冷模块组合，从而有利于实现磁制冷系统不同换热形式的切换，继而有利于调节磁制冷系统的制冷能力。

2、蓄冷器依次衔接形成闭合环，从而相邻的蓄冷器的内流道能够通过开启相应的两个第二挡板而相互连通，有利于控制换热流体的流动方向，以有利于磁制冷系统变换不同的制冷模块组合，从而有利于实现磁制冷系统不同换热形式的切换，继而有利于调节磁制冷系统的制冷能力。

3、能够通过调节制冷模块中的蓄冷器的数量以及制冷模块的数量，调节磁制冷系统的制冷能力。

上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述，其中：

图1显示了根据本发明一实施方式的蓄冷器的主视图；

图2显示了根据本发明一实施方式的蓄冷器的侧视图；

图3显示了根据本发明一实施方式的蓄冷装置，该蓄冷装置具有两个制冷模块，每个蓄冷模块具有一个蓄冷器；

图4显示了根据本发明一实施方式的蓄冷装置，该蓄冷装置具有两个制冷模块，每个蓄冷模块具有两个蓄冷器；

图5显示了根据本发明一实施方式的蓄冷装置，该蓄冷装置具有两个制冷模块，每个蓄冷模块具有三个蓄冷器；

图6显示了根据本发明一实施方式的蓄冷装置，该蓄冷装置具有四个制冷模块，每个蓄冷模块具有一个蓄冷器；

图7显示了根据本发明一实施方式的蓄冷装置，该蓄冷装置具有四个制冷模块，每个蓄冷模块具有两个蓄冷器；

图8显示了根据本发明一实施方式的蓄冷装置，该蓄冷装置具有四个制冷模块，每个蓄冷模块具有三个蓄冷器；

图9显示了根据本发明一实施方式的磁制冷系统，该磁制冷系统的蓄冷装置具有两个制冷模块；

图10显示了根据本发明一实施方式的磁制冷系统，该磁制冷系统的蓄冷装置具有四个制冷模块。

附图标记清单：

1-蓄冷器；2-壳体；3-接头；4-内腔；5-第一挡板；6-第二挡板；7-制冷模块；8-第一制冷模块；9-第二制冷模块；10-第三制冷模块；11-第四制冷模块；12-热端换热器；13-冷端换热器；14-泵；15-恒温槽；16-冷却器；17-排气罐；18-第一电磁阀；19-第二电磁阀；20-第三电磁阀；21-第四电磁阀；22-第五电磁阀；23-第十一电磁阀；24-第十二电磁阀；25-第十三电磁阀；26-第十四电磁阀；27-第十五电磁阀；28-第十六电磁阀；29-第十七电磁阀；30-第十八电磁阀；32-第一单向阀；33-第二单向阀；34-第三单向阀；35-第四单向阀；36-第十一单向阀；37-第十二单向阀；38-第十三单向阀；39-第十四单向阀；40-第十五单向阀；41-第十六单向阀；42-第十七单向阀；43-第十八单向阀；44-蓄冷装置。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示，本实施方式提供了一种蓄冷器1，该蓄冷器1包括壳体2，壳体2上设置有两个接头3，接头3能够与管路连接；壳体2内形成有内腔4和内流道，内腔4用于容纳磁热材料，内流道上设置有两个第一挡板5和两个第二挡板6，第一挡板5用于控制与其在同一侧的接头3是否与内流道连通，第二挡板6用于控制相邻蓄冷器1的两个内流道是否连通。

蓄冷器1具有两个侧壁，分别为第一侧和第二侧。第二侧在第一侧的逆时针方向的前方。蓄冷器1的第一侧设置有第一侧的第一挡板5和第一侧的第二挡板6，蓄冷器1的第二侧设置有第二侧的第一挡板5和第二侧的第二挡板6。

当蓄冷器1的第一侧第一挡板5开启和第二侧第一挡板5开启，且第一侧第二挡板6关闭和第二侧第二挡板6关闭时，管路中的换热流体通过第一侧接头3进入蓄冷器1，经过第一侧第一挡板5进入内流道，为内腔4中的磁热材料升温或降温后，经过第二侧第一挡板5流出内流道，通过第二侧接头3流出蓄冷器1；或者，管路中的换热流体通过第二侧接头3进入蓄冷器1，经过第二侧第一挡板5进入内流道，为内腔4中的磁热材料升温或降温后，经过第一侧第一挡板5流出内流道，通过第一侧接头3流出蓄冷器1。

当蓄冷器1的第一侧第一挡板5关闭和第二侧第一挡板5关闭，且第一侧第二挡板6开启和第二侧第二挡板6开启时，换热流体从蓄冷器1第一侧的第二挡板6进入内流道，并从第二侧的第二挡板6流出；或者，换热流体从蓄冷器1第二侧的第二挡板6进入内流道，并从第一侧的第二挡板6流出；由于第一侧第一挡板5关闭和第二侧第一挡板5关闭，换热流体不流经接头3。

当蓄冷器1的第一侧第一挡板5开启和第二侧第一挡板5关闭，且第一侧第二挡板6关闭和第二侧第二挡板6开启时，换热流体从第一侧接头3处流入蓄冷器1经第一侧第一挡板5进入内流道并从第二侧的第二挡板6流出蓄冷器1；或者，换热流体从第二侧的第二挡板6流入蓄冷器1，经第一侧第一挡板5进入第一侧接头3并流出蓄冷器1。

当蓄冷器1的第一侧第一挡板5关闭和第二侧第一挡板5开启，且第一侧第二挡板6开启和第二侧第二挡板6关闭时，换热流体从第二侧接头3处流入蓄冷器1经第二侧第一挡板5进入内流道并从第一侧的第二挡板6流出蓄冷器1进入相邻蓄冷器1；或者，换热流体从相邻蓄冷器1经第一侧的第二挡板6流入蓄冷器1的内流道，再经第二侧第一挡板5进入第二侧接头3并流出蓄冷器1。

利用本实施方式的蓄冷器1，该蓄冷器1包括挡板用于控制换热流体的流动方向，有利于磁制冷系统变换不同的制冷模块7组合，从而有利于实现磁制冷系统不同换热形式的切换，继而有利于调节磁制冷系统的制冷能力。

在一个实施方式中，第一挡板5通过向上或向下移动以开启或闭合从而导通或关闭与其在同一侧的接头3与内流道间的流体通道，相邻蓄冷器1的相邻的两个第二挡板6通过一同向上或向下移动以开启或闭合从而导通或关闭相邻蓄冷器1的两个内流道之间的连接。

第一挡板5和第二挡板6均可采用电机驱动。电机可以设置在蓄冷器1壳体2上，电机轴上设置有齿轮用于与挡板上的齿条相配合。但需要开启挡板时，控制器控制电机进行旋转，电机轴通过齿轮、齿条结构驱动挡板上移以开启挡板。类似地，当需要闭合挡板时，控制器控制电机进行逆向旋转，电机轴通过齿轮、齿条结构驱动挡板下移以闭合挡板。

类似地，第一挡板5和第二挡板6均也可采用电磁驱动器驱动。

通过该实施方式，有利于通过控制挡板的开启或闭合从而控制换热流体的流动方向。

本实施方式还提供了一种蓄冷装置44，如图3至图8所示，该蓄冷装置44包括偶数个上述蓄冷器1。

以蓄冷装置44的中心点对称布置的两个蓄冷器1为一组，一组的两个蓄冷器1的所处阶段相反，即当其中一个蓄冷器1处于加磁阶段时，另一个蓄冷器1处于去磁阶段；一个蓄冷器1处于热流动阶段时，另一个蓄冷器1处于冷流动阶段，从而保证蓄冷装置44的正常工作。

利用该蓄冷装置44，其蓄冷器1包括挡板以控制换热流体的流动方向，有利于磁制冷系统变换不同的制冷模块7组合，从而有利于实现磁制冷系统不同换热形式的切换，继而有利于调节磁制冷系统的制冷能力。

在一个实施方式中，如图3至图8所示，蓄冷器1依次衔接形成闭合环。

通过该实施方式，蓄冷器1依次衔接，从而相邻的蓄冷器1的内流道能够通过开启相应的两个第二挡板6而相互连通，有利于控制换热流体的流动方向，以有利于磁制冷系统变换不同的制冷模块7组合，从而有利于实现磁制冷系统不同换热形式的切换，继而有利于调节磁制冷系统的制冷能力。

在一个实施方式中，如图3至图8所示，蓄冷装置44包括偶数个制冷模块7，每个制冷模块7包括数量相等的蓄冷器1，每个制冷模块7中的各个蓄冷器1依次衔接。

蓄冷装置44在使用时，只有制冷模块7在工作。

如图3所示，该蓄冷装置44包括12个蓄冷器1。其中，蓄冷装置44包括两个制冷模块7，每个制冷模块7包括一个蓄冷器1。

如图4所示，该蓄冷装置44包括12个蓄冷器1。其中，蓄冷装置44包括两个制冷模块7，每个制冷模块7包括两个蓄冷器1。

如图5所示，该蓄冷装置44包括12个蓄冷器1。其中，蓄冷装置44包括两个制冷模块7，每个制冷模块7包括三个蓄冷器1。

如图6所示，该蓄冷装置44包括12个蓄冷器1。其中，蓄冷装置44包括四个制冷模块7，每个制冷模块7包括一个蓄冷器1。

如图7所示，该蓄冷装置44包括12个蓄冷器1。其中，蓄冷装置44包括四个制冷模块7，每个制冷模块7包括两个蓄冷器1。

如图8所示，该蓄冷装置44包括12个蓄冷器1。其中，蓄冷装置44包括四个制冷模块7，每个制冷模块7包括三个蓄冷器1。

当蓄冷装置44包括两个制冷模块7时，一个制冷模块7处于加磁状态，另一个制冷模块7处于去磁状态。

当蓄冷装置44包括四个制冷模块7时，四个制冷模块7依次进入四个阶段，且各个制冷模块7所处阶段互不相同。

通过该实施方式，有利于确保蓄冷装置44的正常工作。

在一个实施方式中，制冷模块7包括一个蓄冷器1，蓄冷器1的两个第一挡板5开启，蓄冷器1的两个第二挡板6闭合；或者，制冷模块7包括多个蓄冷器1，两端的两个蓄冷器1的外侧的第一挡板5开启且第二挡板6闭合，制冷模块7其他的第一挡板5均闭合且制冷模块7其他的第二挡板6均开启。

制冷模块7包括两端，其第一端为第一端的蓄冷器1的第一侧，其第二端为第二端的蓄冷器1的第二侧。换热流体从制冷模块7的第一端流入并从制冷模块7的第二端流出，或者，换热流体从制冷模块7的第二端流入并从制冷模块7的第一端流出。

通过该实施方式有利于换热流体从制冷模块7的一端流入并从制冷模块7的另一端流出。

在一个实施方式中，蓄冷装置44的偶数个制冷模块7沿蓄冷装置44的周向均匀分布。

通过该实施方式，能够确保当一个制冷模块7处于加磁状态时，与其中心对称的制冷模块7处于去磁状态，从而确保了蓄冷装置44的正常工作。

本实施方式还提供了一种磁制冷系统，该磁制冷系统包括上述蓄冷装置44。

利用该磁制冷系统，其蓄冷器1包括挡板以控制换热流体的流动方向，有利于磁制冷系统变换不同的制冷模块7组合，从而有利于实现磁制冷系统不同换热形式的切换，继而有利于调节磁制冷系统的制冷能力。

在一个实施方式中，如图9和图10所示，磁制冷系统还包括：热端换热器12，用于将蓄冷装置44产生的热量释放到待制冷区域的外部；冷端换热器13，用于将蓄冷装置44产生的冷量释放到待制冷区域；泵14，用于驱动换热流体；恒温槽15，用于提供恒温的冷却水；冷却器16，用于为从泵14流出的换热流体降温；以及排气罐17，用于排出磁制冷系统在运行过程中产生的气体。

通过该实施方式，有利于磁制冷系统的正常工作。

在一个实施方式中，磁制冷系统使用蓄冷装置44的制冷模块7进行制冷。

当蓄冷装置44包括两个制冷模块7时，一个制冷模块7处于加磁状态，另一个制冷模块7处于去磁状态。

当蓄冷装置44包括四个制冷模块7时，四个制冷模块7依次进入四个阶段，且各个制冷模块7所处阶段互不相同。

通过该实施方式，有利于磁制冷系统利用制冷模块7进行制冷。

在一个实施方式中，蓄冷装置44包括两个制冷模块7，两个制冷模块7并联在热端换热器12与冷端换热器13之间；当一个制冷模块7处于去磁阶段时，另一个制冷模块7处于加磁阶段。

如图9所示，该磁制冷系统包括五个电磁阀，四个单向阀以及两个制冷模块7。五个电磁阀分别为第一电磁阀18、第二电磁阀19、第三电磁阀20、第四电磁阀21和第五电磁阀22。四个单向阀分别为第一单向阀32、第二单向阀33、第三单向阀34和第四单向阀35。两个制冷模块7分别为第一制冷模块8和第二制冷模块9。

第一制冷模块8和第二制冷模块9在磁制冷系统运行时的工作状态相反，即当第一制冷模块8处于加磁阶段时，第二制冷模块9处于去磁阶段；当第一制冷模块8处于去磁阶段时，第二制冷模块9处于加磁阶段；当第一制冷模块8处于热流动阶段时，第二制冷模块9处于冷流动阶段；当第一制冷模块8处于冷流动阶段时，第二制冷模块9处于热流动阶段。

如图3至图5所示，第一制冷模块8和第二制冷模块9中心对称。

可选地，如图3所示，第一制冷模块8和第二制冷模块9均包括一个蓄冷器1。

可选地，如图4所示，第一制冷模块8和第二制冷模块9均包括两个蓄冷器1。

可选地，如图5所示，第一制冷模块8和第二制冷模块9均包括三个蓄冷器1。

从而有利于调节磁制冷系统的制冷能力，当制冷模块7中的蓄冷器1数量越多，磁制冷系统的制冷能力越强。

在磁制冷系统运行周期的第一阶段，此时第一制冷模块8处于去磁阶段，第二制冷模块9处于加磁阶段，第一、二、三和四电磁阀均关闭，第五电磁阀22开启，此时磁制冷系统处于内循环过程。

在磁制冷系统运行周期的第二阶段，此时第一制冷模块8处于冷流动阶段，第二制冷模块9处于热流动阶段，第一电磁阀18和第二电磁阀19开启，第三至第五电磁阀22关闭，换热流体的流动路径为，泵14→冷却器16→第一电磁阀18→第一制冷模块8→第一单向阀32→冷端换热器13→第三单向阀34→第二制冷模块9→第二电磁阀19→热端换热器12→排气罐17→泵14。

在磁制冷系统运行周期的第三阶段，此时第一制冷模块8处于加磁阶段，第二制冷模块9处于去磁阶段，第一、二、三和四电磁阀均关闭，第五电磁阀22开启，此时磁制冷系统处于内循环过程。

在磁制冷系统运行周期的第四阶段，此时第一制冷模块8处于热流动阶段，第二制冷模块9处于冷流动阶段，第一电磁阀18、第二电磁阀19和第五电磁阀22关闭，第三电磁阀20和第四电磁阀21开启，换热流体的流动路径为，泵14→冷却器16→第三电磁阀20→第二制冷模块9→第四单向阀35→冷端换热器13→第二单向阀33→第一制冷模块8→第四电磁阀21→热端换热器12→排气罐17→泵14。

至此，一个周期的四个阶段循环结束，后续的循环运行重复此周期过程。

通过该实施方式有利于包括两个制冷模块7的磁制冷系统正常工作，并能够通过调节制冷模块7中的蓄冷器1的数量，调节磁制冷系统的制冷能力。

在一个实施方式中，蓄冷装置44包括四个制冷模块7，四个制冷模块7并联在热端换热器12与冷端换热器13之间；四个制冷模块7分别为第一制冷模块8、第二制冷模块9、第三制冷模块10和第四制冷模块11；当第一制冷模块8处于冷流动阶段时，第二制冷模块9处于热流动阶段，第三制冷模块10处于去磁阶段，第四制冷模块11处于加磁阶段。

如图10所示，该磁制冷系统包括九个电磁阀，八个单向阀以及四个制冷模块7。九个电磁阀分别为第十一电磁阀23、第十二电磁阀24、第十三电磁阀25、第十四电磁阀26、第十五电磁阀27、第十六电磁阀28、第十七电磁阀29、第十八电磁阀30和第十九电磁阀。八个单向阀分别为第十一单向阀36、第十二单向阀37、第十三单向阀38、第十四单向阀39、第十五单向阀40、第十六单向阀41、第十七单向阀42和第十八单向阀43。四个制冷模块7分别为第一制冷模块8、第二制冷模块9、第三制冷模块10和第四制冷模块11。

第一制冷模块8和第二制冷模块9在磁制冷系统运行时的工作状态相反；且第三制冷模块10和第四制冷模块11在磁制冷系统运行时的工作状态相反。

如图6至图8所示，第一制冷模块8和第二制冷模块9中心对称，第三制冷模块10和第四制冷模块11中心对称。

可选地，如图6所示，第一制冷模块8、第二制冷模块9、第三制冷模块10和第四制冷模块11均包括一个蓄冷器1。

可选地，如图7所示，第一制冷模块8、第二制冷模块9、第三制冷模块10和第四制冷模块11均包括两个蓄冷器1。

可选地，如图8所示，第一制冷模块8、第二制冷模块9、第三制冷模块10和第四制冷模块11均包括三个蓄冷器1。

从而有利于调节磁制冷系统的制冷能力，当制冷模块7中的蓄冷器1数量、制冷模块7数量越多，磁制冷系统的制冷能力越强。

在磁制冷系统运行周期的第一阶段，此时第一制冷模块8处于冷流动阶段，第二制冷模块9处于热流动阶段，第三制冷模块10处于去磁阶段，第四制冷模块11处于加磁阶段。第十一电磁阀23和第十二电磁阀24开启，其他电磁阀均关闭。换热流体的流动路径为：泵14→冷却器16→第十一电磁阀23→第一制冷模块8→第十一单向阀36→冷端换热器13→第十三单向阀38→第二制冷模块9→第十二电磁阀24→热端换热器12→排气罐17→泵14。

在磁制冷系统运行周期的第一阶段，此时第一制冷模块8处于冷流动阶段，第二制冷模块9处于热流动阶段，第三制冷模块10处于去磁阶段，第四制冷模块11处于加磁阶段。第十一电磁阀23和第十二电磁阀24开启，其他电磁阀均关闭。换热流体的流动路径为：泵14→冷却器16→第十一电磁阀23→第一制冷模块8→第十一单向阀36→冷端换热器13→第十三单向阀38→第二制冷模块9→第十二电磁阀24→热端换热器12→排气罐17→泵14。

在磁制冷系统运行周期的第二阶段，此时第一制冷模块8处于加磁阶段，第二制冷模块9处于去磁阶段，第三制冷模块10处于冷流动阶段，第四制冷模块11处于热流动阶段。第十五电磁阀27和第十六电磁阀28开启，其他电磁阀均关闭。换热流体的流动路径为：泵14→冷却器16→第十五电磁阀27→第三制冷模块10→第十五单向阀40→冷端换热器13→第十七单向阀42→第四制冷模块11→第十六电磁阀28→热端换热器12→排气罐17→泵14。

在磁制冷系统运行周期的第三阶段，此时第一制冷模块8处于热流动阶段，第二制冷模块9处于冷流动阶段，第三制冷模块10处于加磁阶段，第四制冷模块11处于去磁阶段。第十三电磁阀25和第十四电磁阀26开启，其他电磁阀均关闭。换热流体的流动路径为：泵14→冷却器16→第十三电磁阀25→第二制冷模块9→第十四单向阀39→冷端换热器13→第十二单向阀37→第一制冷模块8→第十四电磁阀26→热端换热器12→排气罐17→泵14。

在磁制冷系统运行周期的第四阶段，此时第一制冷模块8处于去磁阶段，第二制冷模块9处于加磁阶段，第三制冷模块10处于热流动阶段，第四制冷模块11处于冷流动阶段。第十七电磁阀29和第十八电磁阀30开启，其他电磁阀均关闭。换热流体的流动路径为：泵14→冷却器16→第十七电磁阀29→第四制冷模块11→第十八单向阀43→冷端换热器13→第十六单向阀41→第三制冷模块10→第十八电磁阀30→热端换热器12→排气罐17→泵14。

至此，一个周期的四个阶段循环结束，后续的循环运行重复此周期过程。

通过该实施方式有利于包括四个制冷模块7的磁制冷系统正常工作，并能够通过调节制冷模块7中的蓄冷器1的数量，调节磁制冷系统的制冷能力。

具体地，随着制冷模块7中蓄冷器1的数量、制冷模块7的数量的增加，制冷模块7中的磁热材料填充量也随之增加，磁制冷系统的制冷能力也随之提升，换热流体在制冷模块7内的流动长度也随之增加，进而增加了换热流体在制冷模块7内的流动时间和换热时间。

通过改变制冷模块7的数量、蓄冷器1的数量，可实现在不更换蓄冷装置44的前提下，实现调节制冷性能的目的，进而实现磁制冷系统能够根据负荷需求或实际条件进行灵活变化，增强磁制冷系统的灵活性和适应性。

实施例一

如图1和图2所示，本实施例提供了一种蓄冷器1，该蓄冷器1包括壳体2，壳体2上设置有两个接头3，接头3能够与管路连接；壳体2内形成有内腔4和内流道，内腔4用于容纳磁热材料，内流道上设置有两个第一挡板5和两个第二挡板6，第一挡板5用于控制与其在同一侧的接头3是否与内流道连通，第二挡板6用于控制相邻蓄冷器1的两个内流道是否连通。

蓄冷器1具有两个侧壁，分别为第一侧和第二侧。第二侧在第一侧的逆时针方向的前方。蓄冷器1的第一侧设置有第一侧的第一挡板5和第一侧的第二挡板6，蓄冷器1的第二侧设置有第二侧的第一挡板5和第二侧的第二挡板6。

当蓄冷器1的第一侧第一挡板5开启和第二侧第一挡板5开启，且第一侧第二挡板6关闭和第二侧第二挡板6关闭时，管路中的换热流体通过第一侧接头3进入蓄冷器1，经过第一侧第一挡板5进入内流道，为内腔4中的磁热材料升温或降温后，经过第二侧第一挡板5流出内流道，通过第二侧接头3流出蓄冷器1；或者，管路中的换热流体通过第二侧接头3进入蓄冷器1，经过第二侧第一挡板5进入内流道，为内腔4中的磁热材料升温或降温后，经过第一侧第一挡板5流出内流道，通过第一侧接头3流出蓄冷器1。

当蓄冷器1的第一侧第一挡板5关闭和第二侧第一挡板5关闭，且第一侧第二挡板6开启和第二侧第二挡板6开启时，换热流体从蓄冷器1第一侧的第二挡板6进入内流道，并从第二侧的第二挡板6流出；或者，换热流体从蓄冷器1第二侧的第二挡板6进入内流道，并从第一侧的第二挡板6流出；由于第一侧第一挡板5关闭和第二侧第一挡板5关闭，换热流体不流经接头3。

当蓄冷器1的第一侧第一挡板5开启和第二侧第一挡板5关闭，且第一侧第二挡板6关闭和第二侧第二挡板6开启时，换热流体从第一侧接头3处流入蓄冷器1经第一侧第一挡板5进入内流道并从第二侧的第二挡板6流出蓄冷器1；或者，换热流体从第二侧的第二挡板6流入蓄冷器1，经第一侧第一挡板5进入第一侧接头3并流出蓄冷器1。

当蓄冷器1的第一侧第一挡板5关闭和第二侧第一挡板5开启，且第一侧第二挡板6开启和第二侧第二挡板6关闭时，换热流体从第二侧接头3处流入蓄冷器1经第二侧第一挡板5进入内流道并从第一侧的第二挡板6流出蓄冷器1进入相邻蓄冷器1；或者，换热流体从相邻蓄冷器1经第一侧的第二挡板6流入蓄冷器1的内流道，再经第二侧第一挡板5进入第二侧接头3并流出蓄冷器1。

利用本实施例的蓄冷器1，该蓄冷器1包括挡板用于控制换热流体的流动方向，有利于磁制冷系统变换不同的制冷模块7组合，从而有利于实现磁制冷系统不同换热形式的切换，继而有利于调节磁制冷系统的制冷能力。

实施例二

在本实施例中，蓄冷装置44包括两个制冷模块7，两个制冷模块7并联在热端换热器12与冷端换热器13之间；当一个制冷模块7处于去磁阶段时，另一个制冷模块7处于加磁阶段。

如图9所示，该磁制冷系统包括五个电磁阀，四个单向阀以及两个制冷模块7。五个电磁阀分别为第一电磁阀18、第二电磁阀19、第三电磁阀20、第四电磁阀21和第五电磁阀22。四个单向阀分别为第一单向阀32、第二单向阀33、第三单向阀34和第四单向阀35。两个制冷模块7分别为第一制冷模块8和第二制冷模块9。

第一制冷模块8和第二制冷模块9在磁制冷系统运行时的工作状态相反，即当第一制冷模块8处于加磁阶段时，第二制冷模块9处于去磁阶段；当第一制冷模块8处于去磁阶段时，第二制冷模块9处于加磁阶段；当第一制冷模块8处于热流动阶段时，第二制冷模块9处于冷流动阶段；当第一制冷模块8处于冷流动阶段时，第二制冷模块9处于热流动阶段。

如图3至图5所示，第一制冷模块8和第二制冷模块9中心对称。

可选地，如图3所示，第一制冷模块8和第二制冷模块9均包括一个蓄冷器1。

可选地，如图4所示，第一制冷模块8和第二制冷模块9均包括两个蓄冷器1。

可选地，如图5所示，第一制冷模块8和第二制冷模块9均包括三个蓄冷器1。

从而有利于调节磁制冷系统的制冷能力，当制冷模块7中的蓄冷器1数量越多，磁制冷系统的制冷能力越强。

在磁制冷系统运行周期的第一阶段，此时第一制冷模块8处于去磁阶段，第二制冷模块9处于加磁阶段，第一、二、三和四电磁阀均关闭，第五电磁阀22开启，此时磁制冷系统处于内循环过程。

在磁制冷系统运行周期的第二阶段，此时第一制冷模块8处于冷流动阶段，第二制冷模块9处于热流动阶段，第一电磁阀18和第二电磁阀19开启，第三至第五电磁阀22关闭，换热流体的流动路径为，泵14→冷却器16→第一电磁阀18→第一制冷模块8→第一单向阀32→冷端换热器13→第三单向阀34→第二制冷模块9→第二电磁阀19→热端换热器12→排气罐17→泵14。

在磁制冷系统运行周期的第三阶段，此时第一制冷模块8处于加磁阶段，第二制冷模块9处于去磁阶段，第一、二、三和四电磁阀均关闭，第五电磁阀22开启，此时磁制冷系统处于内循环过程。

在磁制冷系统运行周期的第四阶段，此时第一制冷模块8处于热流动阶段，第二制冷模块9处于冷流动阶段，第一电磁阀18、第二电磁阀19和第五电磁阀22关闭，第三电磁阀20和第四电磁阀21开启，换热流体的流动路径为，泵14→冷却器16→第三电磁阀20→第二制冷模块9→第四单向阀35→冷端换热器13→第二单向阀33→第一制冷模块8→第四电磁阀21→热端换热器12→排气罐17→泵14。

至此，一个周期的四个阶段循环结束，后续的循环运行重复此周期过程。

本实施例有利于包括两个制冷模块7的磁制冷系统正常工作，并能够通过调节制冷模块7中的蓄冷器1的数量，调节磁制冷系统的制冷能力。

实施例三

在本实施例中，蓄冷装置44包括四个制冷模块7，四个制冷模块7并联在热端换热器12与冷端换热器13之间；四个制冷模块7分别为第一制冷模块8、第二制冷模块9、第三制冷模块10和第四制冷模块11；当第一制冷模块8处于冷流动阶段时，第二制冷模块9处于热流动阶段，第三制冷模块10处于去磁阶段，第四制冷模块11处于加磁阶段。

如图10所示，该磁制冷系统包括九个电磁阀，八个单向阀以及四个制冷模块7。九个电磁阀分别为第十一电磁阀23、第十二电磁阀24、第十三电磁阀25、第十四电磁阀26、第十五电磁阀27、第十六电磁阀28、第十七电磁阀29、第十八电磁阀30和第十九电磁阀。八个单向阀分别为第十一单向阀36、第十二单向阀37、第十三单向阀38、第十四单向阀39、第十五单向阀40、第十六单向阀41、第十七单向阀42和第十八单向阀43。四个制冷模块7分别为第一制冷模块8、第二制冷模块9、第三制冷模块10和第四制冷模块11。

第一制冷模块8和第二制冷模块9在磁制冷系统运行时的工作状态相反；且第三制冷模块10和第四制冷模块11在磁制冷系统运行时的工作状态相反。

如图6至图8所示，第一制冷模块8和第二制冷模块9中心对称，第三制冷模块10和第四制冷模块11中心对称。

可选地，如图6所示，第一制冷模块8、第二制冷模块9、第三制冷模块10和第四制冷模块11均包括一个蓄冷器1。

可选地，如图7所示，第一制冷模块8、第二制冷模块9、第三制冷模块10和第四制冷模块11均包括两个蓄冷器1。

可选地，如图8所示，第一制冷模块8、第二制冷模块9、第三制冷模块10和第四制冷模块11均包括三个蓄冷器1。

从而有利于调节磁制冷系统的制冷能力，当制冷模块7中的蓄冷器1数量、制冷模块7数量越多，磁制冷系统的制冷能力越强。

在磁制冷系统运行周期的第一阶段，此时第一制冷模块8处于冷流动阶段，第二制冷模块9处于热流动阶段，第三制冷模块10处于去磁阶段，第四制冷模块11处于加磁阶段。第十一电磁阀23和第十二电磁阀24开启，其他电磁阀均关闭。换热流体的流动路径为：泵14→冷却器16→第十一电磁阀23→第一制冷模块8→第十一单向阀36→冷端换热器13→第十三单向阀38→第二制冷模块9→第十二电磁阀24→热端换热器12→排气罐17→泵14。

在磁制冷系统运行周期的第一阶段，此时第一制冷模块8处于冷流动阶段，第二制冷模块9处于热流动阶段，第三制冷模块10处于去磁阶段，第四制冷模块11处于加磁阶段。第十一电磁阀23和第十二电磁阀24开启，其他电磁阀均关闭。换热流体的流动路径为：泵14→冷却器16→第十一电磁阀23→第一制冷模块8→第十一单向阀36→冷端换热器13→第十三单向阀38→第二制冷模块9→第十二电磁阀24→热端换热器12→排气罐17→泵14。

在磁制冷系统运行周期的第二阶段，此时第一制冷模块8处于加磁阶段，第二制冷模块9处于去磁阶段，第三制冷模块10处于冷流动阶段，第四制冷模块11处于热流动阶段。第十五电磁阀27和第十六电磁阀28开启，其他电磁阀均关闭。换热流体的流动路径为：泵14→冷却器16→第十五电磁阀27→第三制冷模块10→第十五单向阀40→冷端换热器13→第十七单向阀42→第四制冷模块11→第十六电磁阀28→热端换热器12→排气罐17→泵14。

在磁制冷系统运行周期的第三阶段，此时第一制冷模块8处于热流动阶段，第二制冷模块9处于冷流动阶段，第三制冷模块10处于加磁阶段，第四制冷模块11处于去磁阶段。第十三电磁阀25和第十四电磁阀26开启，其他电磁阀均关闭。换热流体的流动路径为：泵14→冷却器16→第十三电磁阀25→第二制冷模块9→第十四单向阀39→冷端换热器13→第十二单向阀37→第一制冷模块8→第十四电磁阀26→热端换热器12→排气罐17→泵14。

在磁制冷系统运行周期的第四阶段，此时第一制冷模块8处于去磁阶段，第二制冷模块9处于加磁阶段，第三制冷模块10处于热流动阶段，第四制冷模块11处于冷流动阶段。第十七电磁阀29和第十八电磁阀30开启，其他电磁阀均关闭。换热流体的流动路径为：泵14→冷却器16→第十七电磁阀29→第四制冷模块11→第十八单向阀43→冷端换热器13→第十六单向阀41→第三制冷模块10→第十八电磁阀30→热端换热器12→排气罐17→泵14。

至此，一个周期的四个阶段循环结束，后续的循环运行重复此周期过程。

本实施例有利于包括四个制冷模块7的磁制冷系统正常工作，并能够通过调节制冷模块7中的蓄冷器1的数量，调节磁制冷系统的制冷能力。

具体地，随着制冷模块7中蓄冷器1的数量、制冷模块7的数量的增加，制冷模块7中的磁热材料填充量也随之增加，磁制冷系统的制冷能力也随之提升，换热流体在制冷模块7内的流动长度也随之增加，进而增加了换热流体在制冷模块7内的流动时间和换热时间。

通过改变制冷模块7的数量、蓄冷器1的数量，可实现在不更换蓄冷装置44的前提下，实现调节制冷性能的目的，进而实现磁制冷系统能够根据负荷需求或实际条件进行灵活变化，增强磁制冷系统的灵活性和适应性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”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或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (12)

1.一种蓄冷器，其特征在于，包括壳体，所述壳体上设置有两个接头，所述接头能够与管路连接；所述壳体内形成有内腔和内流道，所述内腔用于容纳磁热材料，所述内流道上设置有两个第一挡板和两个第二挡板，所述第一挡板用于控制与其在同一侧的所述接头是否与所述内流道连通，所述第二挡板用于控制相邻蓄冷器的两个所述内流道是否连通。

2.根据权利要求1所述的蓄冷器，其特征在于，所述第一挡板通过向上或向下移动以开启或闭合从而导通或关闭与其在同一侧的所述接头与所述内流道间的流体通道，相邻蓄冷器的相邻的两个所述第二挡板通过一同向上或向下移动以开启或闭合从而导通或关闭相邻蓄冷器的两个所述内流道之间的连接。

3.一种蓄冷装置，其特征在于，包括偶数个权利要求1或2所述蓄冷器。

4.根据权利要求3所述的蓄冷装置，其特征在于，所述蓄冷器依次衔接形成闭合环。

5.根据权利要求4所述的蓄冷装置，其特征在于，所述蓄冷装置包括偶数个制冷模块，每个制冷模块包括数量相等的蓄冷器，每个制冷模块中的各个蓄冷器依次衔接。

6.根据权利要求5所述的蓄冷装置，其特征在于，所述制冷模块包括一个蓄冷器，所述蓄冷器的两个第一挡板开启，所述蓄冷器的两个第二挡板闭合；或者，

所述制冷模块包括多个蓄冷器，两端的两个蓄冷器的外侧的第一挡板开启且第二挡板闭合，所述制冷模块其他的第一挡板均闭合且所述制冷模块其他的第二挡板均开启。

7.根据权利要求4所述的蓄冷装置，其特征在于，所述蓄冷装置的偶数个制冷模块沿所述蓄冷装置的周向均匀分布。

8.一种磁制冷系统，其特征在于，包括如权利要求3至7中任一项所述蓄冷装置。

9.根据权利要求8所述的磁制冷系统，其特征在于，还包括：

热端换热器，用于将所述蓄冷装置产生的热量释放到待制冷区域的外部；

冷端换热器，用于将所述蓄冷装置产生的冷量释放到所述待制冷区域；

泵，用于驱动换热流体；

恒温槽，用于提供恒温的冷却水；

冷却器，用于为从所述泵流出的换热流体降温；以及

排气罐，用于排出所述磁制冷系统在运行过程中产生的气体。

10.根据权利要求9所述的磁制冷系统，其特征在于，所述磁制冷系统使用所述蓄冷装置的所述制冷模块进行制冷。

11.根据权利要求10所述的磁制冷系统，其特征在于，所述蓄冷装置包括两个所述制冷模块，两个所述制冷模块并联在所述热端换热器与所述冷端换热器之间；当一个制冷模块处于去磁阶段时，另一个制冷模块处于加磁阶段。

12.根据权利要求10所述的磁制冷系统，其特征在于，所述蓄冷装置包括四个所述制冷模块，四个所述制冷模块并联在所述热端换热器与所述冷端换热器之间；四个所述制冷模块分别为第一制冷模块、第二制冷模块、第三制冷模块和第四制冷模块；当所述第一制冷模块处于冷流动阶段时，所述第二制冷模块处于热流动阶段，所述第三制冷模块处于去磁阶段，所述第四制冷模块处于加磁阶段。

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