CN118009567A - 磁制冷温控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁制冷温控系统，通过磁制冷发生器去磁过程中需要从外界吸收热量的特性，在冷却管路与负载管路导通时磁制冷发生器能够吸收流经去磁制冷通道的换热介质的热量，从而降低换热介质的温度，这样换热介质从冷却管路进入到负载管路后可以起到降温冷却的效果；以及通过磁制冷发生器磁化过程中需要放热的特性，在加热管路与负载管路导通时磁制冷发生器能够释放热量以升高流经磁化制热通道的换热介质的温度，这样换热介质从加热管路进入到负载管路后可以起到加热升温的效果，温度切换快速且平稳，换热介质可以采用例如水这类对环境无害的物质，绿色环保，而且不需要压缩机，运动部件少，无振动和噪声，能耗低。

Description

磁制冷温控系统

技术领域

本发明涉及半导体温控技术领域，尤其是涉及一种磁制冷温控系统。

背景技术

目前，应用于半导体领域的温控设备的制冷制热系统基本都是基于蒸汽压缩膨胀实现的，该系统需要压缩机，压缩机运行噪音大，能耗高，卡诺循环效率一般为20～40％；该过程采用的制冷介质大多为氟利昂，该物质会破坏大气臭氧层，加重温室效应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁制冷温控系统，利用了磁制冷发生器在磁化的放热量和去磁的吸热量来分别对负载管路进行冷却和加热，温度切换快速且平稳，换热介质可以采用例如水这类对环境无害的物质，绿色环保，而且不需要压缩机，运动部件少，无振动和噪声，可靠性高，寿命长，便于维修，而且磁制冷理论效率可达到卡诺循环效率的60～70％，能耗低。

本发明公开一种磁制冷温控系统，包括磁制冷发生器、负载管路、冷却管路和加热管路；

所述磁制冷发生器包括去磁制冷通道和磁化制热通道；

所述负载管路通过并联的所述冷却管路和所述加热管路分别与所述去磁制冷通道和所述磁化制热通道连接；

当所述磁制冷发生器处于去磁过程的情况下，所述冷却管路与所述负载管路导通；

当所述磁制冷发生器处于磁化过程的情况下，所述加热管路与负载管路导通。

上述实施方式，通过磁制冷发生器去磁过程中需要从外界吸收热量的特性，在冷却管路与负载管路导通时磁制冷发生器能够吸收流经去磁制冷通道的换热介质的热量，从而降低换热介质的温度，这样换热介质从冷却管路进入到负载管路后可以起到降温冷却的效果；以及通过磁制冷发生器磁化过程中需要放热的特性，在加热管路与负载管路导通时磁制冷发生器能够释放热量以升高流经磁化制热通道的换热介质的温度，这样换热介质从加热管路进入到负载管路后可以起到加热升温的效果。这样一来，利用磁制冷发生器在磁化的放热量和去磁的吸热量来分别对负载管路进行冷却和加热，温度切换快速且平稳，换热介质可以采用例如水这类对环境无害的物质，绿色环保，而且不需要压缩机，运动部件少，无振动和噪声，可靠性高，寿命长，便于维修，而且磁制冷理论效率可达到卡诺循环效率的60～70％，能耗低。

在可选的实施方式中，所述磁制冷温控系统还包括磁化辅助管路，所述磁化辅助管路的进口端和出口端分别连接在所述加热管路上位于所述负载管路的上游侧和下游侧的位置；

当所述磁制冷发生器处于磁化过程的情况下，所述磁化辅助管路和所述负载管路可择一地与所述加热管路导通。

上述实施方式，在磁制冷发生器去磁将负载管路进行降温后，需要复磁以便于下一次进行去磁过程便于冷却降温，为了在该磁化过程中防止温度较高的换热介质进入负载管路造成加热升温，因此采用磁化辅助管路连接在加热管路上位于负载管路上游侧和下游侧的位置，这样在磁制冷发生器磁化过程中释放的热量加热换热介质后，换热介质可以从磁化辅助管路经过而不会从负载管路经过，从而避免对负载管路的温度造成影响。

在可选的实施方式中，所述加热管路包括加热输入管和加热输出管；

所述加热输入管的进口端和出口端分别连接所述磁化制热通道的出口端和所述负载管路的进口端；

所述加热输出管的进口端和出口端分别连接所述负载管路的出口端和所述磁化制热通道的进口端；

所述磁化辅助管路的进口端和出口端分别连接所述加热输入管和所述加热输出管；

当所述磁制冷发生器处于磁化过程的情况下，所述加热输入管、所述负载管路和所述加热输出管导通，或，所述加热输入管、所述磁化辅助管路和所述加热输出管导通。

上述实施方式，通过加热输入管将磁化制热通道的出口端与负载管路的进口端连接，加热输出管将负载管路的出口端和磁化制热通道的进口端连接，从而可以实现换热介质在磁化制热通道、加热输入管、负载管路和加热输出管的循环。将磁化辅助管路连接在加热输入管和加热输出管之间，从而实现磁化辅助管路和负载管路之间的并联，这样可以便于切换磁化辅助管路和负载管路择一与加热管路的导通，以选择性实现磁制冷发生器磁化过程中是否要对负载管路进行加热。

在可选的实施方式中，所述加热管路还包括储热器，所述储热器设置于所述加热管路上位于所述磁化辅助管路的进口端上游侧或者出口端下游侧的位置。

上述实施方式，通过在加热管路上设置储热器，这样在磁化辅助管路与加热管路导通时，磁制冷发生器磁化产生的热量加热换热介质后，加热升温后的换热介质可以大部分储存在储热器内，这样在需要加热负载管路时，储热箱内的换热介质参与加热循环，可以降低磁制冷发生器的能耗，同时快速加热负载管路，进一步提高加热效率。

在可选的实施方式中，所述磁制冷温控系统还包括去磁辅助管路，所述去磁辅助管路的进口端和出口端分别连接在所述冷却管路上位于所述负载管路的上游侧和下游侧的位置；

当所述磁制冷发生器处于去磁过程的情况下，所述去磁辅助管路和所述负载管路可择一地与所述冷却管路导通。

上述实施方式，在磁制冷发生器磁化将负载管路进行加热升温后，需要去磁以便于下一次进行磁化过程便于冷却降温，为了在该去磁过程中防止温度较低的换热介质进入到负载管路造成冷却降温，因此采用去磁辅助管路连接在冷却管路上位于负载管路上游侧和下游侧的位置，这样在磁制冷发生器去磁过程中吸收热量冷却换热介质后，换热介质可以从去磁辅助管路经过而不会从负载管路经过，从而避免对负载管路的温度造成影响。

在可选的实施方式中，所述加热管路包括冷却输入管和冷却输出管；

所述冷却输入管的进口端和出口端分别连接所述去磁制冷通道的出口端和所述负载管路的进口端；

所述冷却输出管的进口端和出口端分别连接所述负载管路的出口端和所述去磁制冷通道的进口端；

所述去磁辅助管路的进口端和出口端分别连接所述冷却输出管和所述冷却输出管；

当所述磁制冷发生器处于去磁过程的情况下，所述冷却输入管、所述负载管路和所述冷却输出管导通，或，所述冷却输入管、所述去磁辅助管路和所述冷却输出管导通。

上述实施方式，通过冷却输入管将去磁制冷通道的出口端与负载管路的进口端连接，冷却输出管将负载管路的出口端和去磁制冷通道的进口端连接，从而可以实现换热介质在去磁制冷通道、冷却输入管、负载管路和冷却输出管的循环。将去磁辅助管路连接在冷却输入管和冷却输出管之间，从而实现去磁辅助管路和负载管路之间的并联，这样可以便于切换去磁辅助管路和负载管路择一与冷却管路的导通，以选择性实现磁制冷发生器去磁过程中是否要对负载管路进行冷却。

在可选的实施方式中，所述加热管路还包括储冷器，所述储冷器设置于所述冷却管路上位于所述去磁辅助管路的进口端上游侧或出口端下游侧的位置。

上述实施方式，通过在冷却管路上设置储冷器，这样在去磁辅助管路与冷却管路导通时，磁制冷发生器去磁吸收热量冷却换热介质后，冷却降温后的换热介质可以大部分储存在储冷器内，这样在需要冷却负载管路时，储冷箱内的换热介质参与冷却循环，可以降低磁制冷发生器的能耗，同时快速冷却负载管路，进一步提高冷却效率。

在可选的实施方式中，所述负载管路包括负载管、负载和温控器；

所述负载管通过并联的所述冷却管路和所述加热管路分别与所述去磁制冷通道和所述磁化制热通道连接；

当所述磁制冷发生器处于去磁过程，且所述冷却管路与所述负载管导通的情况下，所述负载管内的换热介质的温度值为第一温度值；

当所述磁制冷发生器处于磁化过程，且所述加热管路与负载管导通的情况下，所述负载管内的换热介质的温度值为第二温度值；

所述负载和所述温控器均连接于所述负载管上，所述温控器用于加热或冷却所述换热介质，以使得所述第一温度值与第一预设温度的差值的绝对值小于或等于预设绝对差值，以及所述第二温度值与第二预设温度的差值的绝对值小于或等于预设绝对差值。

上述实施方式，通过设置温控器来相应加热或冷却负载管内的换热介质，这样可以对换热介质的温度进行精确微调，直至将经过磁制冷发生器冷却或加热的换热介质从原先的第一温度值或第二温度值精调接近至预先设定的第一预设温度或第二预设温度，从而满足例如半导体等负载对温度精确要求高的情景，提高该磁制冷温控系统的整体温控精度。

在可选的实施方式中，所述温控器为电加热器。

上述实施方式，依靠电加热器来加热换热介质从而使得负载管内的换热介质的温度满足要求，这是由于电加热器采用主要以电流、电压作为驱动条件，改变电流、电压可以快速调节电加热器的加热功率，从而使得快捷灵敏地调控负载管路内换热介质温度，反馈速度快，更利于对负载管内换热介质的温度精确调整。

在可选的实施方式中，所述负载管路还包括泵和/或温度检测件，所述泵用于驱动所述换热介质流动，所述温度检测件用于检测所述换热介质的实时温度。

上述实施方式，通过泵来驱动换热介质流动，从而提高换热介质的流动速率，进而提高循环效率，以更好对负载进行冷却或加热。此外，通过温度检测件来检测换热介质的实时温度，以便于根据其检测结果来精确控制温控器的运行功率，从而实现闭环反馈控制，精准微调控负载管内的换热介质温度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例磁制冷温控系统的液路原理图。

图标：10-磁制冷发生器；20-负载管路；21-负载管；22-泵；23-加热器；24-温度检测件；25-负载；30-冷却管路；31-冷却输入管；32-冷却输出管；33-储冷器；40-加热管路；41-加热输入管；42-加热输出管；43-储热器；50-磁化辅助管路；60-去磁辅助管路；70-第一多通阀；80-第二多通阀；90-第三多通阀。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

目前，由于现有温控设备的制冷制热系统基本都是基于蒸汽压缩膨胀实现的，该系统需要压缩机，压缩机运行噪音大，能耗高，卡诺循环效率一般为20～40％；该过程采用的制冷介质大多为氟利昂，该物质会破坏大气臭氧层，加重温室效应。

为此，发明人采用了磁制冷系统来进行加热或冷却，这是由于磁制冷不需要使用任何对环境有害的化学物质，这与传统的压缩机制冷方式存在着显著的差异，传统方式需要利用制冷剂来吸收和释放热量，这些制冷剂中包含一些有机氟化物、氨及碳氢化合物，他们有着破坏臭氧层、有毒、易泄漏、易燃、易爆等损害环境的缺陷；2.高效节能。磁制冷系统通过磁场变化来实现冷却，而不是像传统方式通过机械压缩气体。这意味着磁制冷可以在非常低的温度下运行，并且消耗的能量较少。磁制冷理论效率可达到卡诺循环效率的60～70％，而气体压缩制冷一般为20～40％。也就是说，在其他条件相同的情况下，磁制冷的耗电量只有传统压缩制冷的50％左右；3.稳定可靠。磁制冷不需要气体压缩机，运动部件少，无振动，零噪声，可靠性高，寿命长，便于维修。

磁制冷的原理主要是利用磁致热效应，从某种程度上来说，所有磁性材料都会在被置入磁场后升温，在移出磁场后降温，这一特性被称为“磁致热效应”。原子通过自身振动贮存能量；而当外加磁场将金属中的电子有序排列，并阻止它们自由移动时，金属原子的振动就会加强，温度随之增加。移除磁场后，温度则会降低。简而言之，即固体磁性物质在受到磁场作用磁化时，系统的磁有序度加强(磁熵减小)，对外放出热量；再将其去磁，则磁有序度下降(磁熵增大)，又要从外界吸收热量。利用磁制冷技术，可以取代压缩机。

本发明则基于上述原理提出了一种磁制冷温控系统，下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

结合图1，本实施例的磁制冷温控系统包括磁制冷发生器10、负载管路20、冷却管路30和加热管路40；磁制冷发生器10包括去磁制冷通道和磁化制热通道；

负载管路20通过并联的冷却管路30和加热管路40分别与去磁制冷通道和磁化制热通道连接；也就是说，冷却管路30与去磁制冷通道的两端以及负载管路20的两端均连接，以实现负载管路20、冷却管路30和去磁制冷通道的串联；加热管路40则与磁化制热通道的两端以及负载管路20的两端均连接，以实现负载管路20、加热管路40和磁化制热通道的串联。

当磁制冷发生器10处于去磁过程的情况下，冷却管路30与负载管路20导通；

当磁制冷发生器10处于磁化过程的情况下，加热管路40与负载管路20导通。

如此，通过磁制冷发生器10去磁过程中需要从外界吸收热量的特性，在冷却管路30与负载管路20导通时磁制冷发生器10能够吸收流经去磁制冷通道的换热介质的热量，从而降低换热介质的温度，这样换热介质从冷却管路30进入到负载管路20后可以起到降温冷却的效果；以及通过磁制冷发生器10磁化过程中需要放热的特性，在加热管路40与负载管路20导通时磁制冷发生器10能够释放热量以升高流经磁化制热通道的换热介质的温度，这样换热介质从加热管路40进入到负载管路20后可以起到加热升温的效果。这样一来，利用磁制冷发生器10在磁化的放热量和去磁的吸热量来分别对负载管路20进行冷却和加热，温度切换快速且平稳，换热介质可以采用例如水这类对环境无害的物质，绿色环保，而且不需要压缩机，运动部件少，无振动和噪声，可靠性高，寿命长，便于维修，而且磁制冷理论效率可达到卡诺循环效率的60～70％，能耗低。

需要说明的是，磁制冷发生器10内部具有一换热腔室，去磁制冷通道和磁化制热通道均与该换热腔室连通，去磁制冷通道和磁化制热通道则择一导通，以利用磁制冷发生器10能够吸热和放热的两种特性，根据需求来冷却或加热流经该磁制冷发生器10的换热介质。

具体的，冷却管路30包括冷却输入管31和冷却输出管32；冷却输入管31的进口端和出口端分别连接去磁制冷通道的出口端和负载管路20的进口端；冷却输出管32的进口端和出口端分别连接负载管路20的出口端和去磁制冷通道的进口端。

如此通过冷却输入管31将去磁制冷通道的出口端与负载管路20的进口端连接，冷却输出管32将负载管路20的出口端和去磁制冷通道的进口端连接，从而可以实现换热介质在去磁制冷通道、冷却输入管31、负载管路20和冷却输出管32的循环。

加热管路40包括加热输入管41和加热输出管42；加热输入管41的进口端和出口端分别连接磁化制热通道的出口端和负载管路20的进口端；加热输出管42的进口端和出口端分别连接负载管路20的出口端和磁化制热通道的进口端。

如此通过加热输入管41将磁化制热通道的出口端与负载管路20的进口端连接，加热输出管42将负载管路20的出口端和磁化制热通道的进口端连接，从而可以实现换热介质在磁化制热通道、加热输入管41、负载管路20和加热输出管42的循环。

其中，去磁制冷通道的进口端例如为图1中所示的C口，去磁制冷通道的出口端例如为图1中所示的B口，磁化制热通道的进口端例如为图1中所示的A口，磁化制热通道的出口端例如为图1中所示的D口。可以理解的是，A口、B口、C口和D口各自是可以独立打开和关闭的，以方便根据磁制冷发生器10的去磁或磁化来选择相应的端口打开或关闭，例如，当磁制冷发生器10在去磁过程中，B口与冷却输入管31导通，C口与冷却输出管32导通，A口则与加热输出管42阻断，D口则与加热输入管41阻断；当磁制冷发生器10在磁化过程中，A口与加热输出管42导通，D口与加热输入管41导通，B口与冷却输入管31阻断，C口与冷却输出管32阻断。

负载管路20则包括负载管21、负载25和温控器；负载管21通过并联的冷却管路30和加热管路40分别与去磁制冷通道和磁化制热通道连接。具体来说，即，负载管21的进口端与加热输入管41的出口端和冷却输入管31的出口端均连接，负载管21的出口端与加热输出管42的进口端和冷却输出管32的进口端均连接。

其中，当磁制冷发生器10处于去磁过程的情况下，冷却管路30与负载管21导通，负载管21内的换热介质为第一温度值；当磁制冷发生器10处于磁化过程的情况下，加热管路40与负载管21导通，负载管21内的换热介质为第二温度值，其中，第一温度值小于第二温度值，第一温度值即为换热介质经过磁制冷发生器10去磁吸收热量后换热介质的温度，第二温度值即为；

负载25和温控器均设置于负载管21，温控器用于冷却换热介质，以使第一温度值与第一预设温度的差值的绝对值小于或等于预设绝对差值，当然该温控器也可以用于加热换热介质，以使第二温度值与第二预设温度的差值的绝对值小于或等于预设绝对差值，第一预设温度小于第二预设温度。

这样一来，通过设置温控器来相应加热或冷却负载管21内的换热介质，这样可以对换热介质的温度进行精确微调，直至将经过磁制冷发生器10冷却或加热的换热介质从原先的第一温度值或第二温度值精调接近至预先设定的第一预设温度或第二预设温度，从而满足例如半导体等负载25对温度精确要求高的情景，提高该磁制冷温控系统的整体温控精度。

可选的，设定经磁制冷发生器10去磁冷却后的换热介质的温度(第一温度值)小于第一预设温度，经磁制冷发生器10磁化加热后的换热介质的温度(第二温度值)小于第二预设温度；此时选择温控器为电加热器23，用于加热换热介质。如此，依靠电加热器23来加热换热介质从而使得负载管21内的换热介质的温度满足要求，这是由于电加热器23采用主要以电流、电压作为驱动条件，改变电流、电压可以快速调节电加热器23的加热功率，从而使得快捷灵敏地调控负载管路20内换热介质温度，反馈速度快，更利于对负载管21内换热介质的温度精确调整。

当然，也可以设定经磁制冷发生器10去磁冷却后的换热介质的温度(第一温度值)大于第一预设温度，经磁制冷发生器10磁化加热后的换热介质的温度(第二温度值)大于第二预设温度，此时选择温控器为例如半导体制冷等制冷器，以用来冷却换热介质。如此，依靠制冷器来冷却换热介质从而使得负载管21内的换热介质的温度满足要求，也可以实现对负载管21内换热介质的温度精确调整。

可以理解的是，温控器还可以是既能够加热也能够冷却的元器件，例如半导体温控器等等，根据负载管21内换热介质的实时温度相应开启进行加热或者冷却功能，只要能够使负载管21内换热介质的温度能够根据加热或冷却需求维持在第一预设温度或第二预设温度即可。

此外，负载管路20还包括泵22和/或温度检测件24，泵22用于驱动换热介质流动，从而提高换热介质的流动速率，进而提高循环效率，以更好对负载25进行冷却或加热。温度检测件24用于检测换热介质的实时温度，以便于根据其检测结果来精确控制温控器的运行功率，从而实现闭环反馈控制，精准微调控负载管21内的换热介质温度。

在本实施例中，磁制冷温控系统还包括磁化辅助管路50，磁化辅助管路50的进口端和出口端分别连接在加热管路40上位于负载管路20的上游侧和下游侧的位置，从而与负载管路20并联。当磁制冷发生器10处于磁化过程的情况下，磁化辅助管路50和负载管路20可择一地与加热管路40导通。

这样一来，在磁制冷发生器10去磁将负载管路20进行降温后，需要复磁以便于下一次进行去磁过程便于冷却降温，为了在该磁化过程中防止温度较高的换热介质进入负载管路20造成加热升温，因此采用磁化辅助管路50连接在加热管路40上位于负载管路20上游侧和下游侧的位置，这样在磁制冷发生器10磁化过程中释放的热量加热换热介质后，换热介质可以从磁化辅助管路50经过而不会从负载管路20经过，从而避免对负载管路20的温度造成影响。

具体来说，即磁化辅助管路50的进口端和出口端分别连接加热输入管41和加热输出管42，当磁制冷发生器10处于磁化过程的情况下，加热输入管41、负载管路20和加热输出管42导通；又或者说，当磁制冷发生器10处于磁化过程的情况下，加热输入管41、磁化辅助管路50和加热输出管42导通。

如此，通过将磁化辅助管路50连接在加热输入管41和加热输出管42之间，从而实现磁化辅助管路50和负载管路20之间的并联，这样可以便于切换磁化辅助管路50和负载管路20择一与加热管路40的导通，以选择性实现磁制冷发生器10磁化过程中是否要对负载管路20进行加热。

此外，加热管路40还包括储热器43，储热器43设置于加热管路40上位于磁化辅助管路50的进口端上游侧或者出口端下游侧的位置。具体来说，即储热器43设置于加热输入管41，磁化辅助管路50的进口端连接在加热输入管41上位于储热器43下游的位置。当然储热器43也可以是设置于加热输出管42，磁化辅助管路50的出口端相应连接在加热输出管42上位于储热器43上游的位置。

如此，通过在加热管路40上设置储热器43，这样在磁化辅助管路50与加热管路40导通时，磁制冷发生器10磁化产生的热量加热换热介质后，加热升温后的换热介质可以大部分储存在储热器43内，这样在需要加热负载管路20时，储热箱内的换热介质参与加热循环，可以降低磁制冷发生器10的能耗，同时快速加热负载管路20，进一步提高加热效率。

在本实施例中，磁制冷温控系统还包括去磁辅助管路60，去磁辅助管路60的进口端和出口端分别连接在冷却管路30上位于负载管路20的上游侧和下游侧的位置；当磁制冷发生器10处于去磁过程的情况下，去磁辅助管路60和负载管路20可择一地与冷却管路30导通。

这样一来，在磁制冷发生器10磁化将负载管路20进行加热升温后，需要去磁以便于下一次进行磁化过程便于冷却降温，为了在该去磁过程中防止温度较低的换热介质进入到负载管路20造成冷却降温，因此采用去磁辅助管路60连接在冷却管路30上位于负载管路20上游侧和下游侧的位置，这样在磁制冷发生器10去磁过程中吸收热量冷却换热介质后，换热介质可以从去磁辅助管路60经过而不会从负载管路20经过，从而避免对负载管路20的温度造成影响。

具体来说，去磁辅助管路60的进口端和出口端分别连接冷却输出管32和冷却输出管32；当磁制冷发生器10处于去磁过程的情况下，冷却输入管31、负载管路20和冷却输出管32导通；又或者说，当磁制冷发生器10处于去磁过程的情况下，冷却输入管31、去磁辅助管路60和冷却输出管32导通。

如此，通过冷却输入管31将去磁制冷通道的出口端与负载管路20的进口端连接，冷却输出管32将负载管路20的出口端和去磁制冷通道的进口端连接，从而可以实现换热介质在去磁制冷通道、冷却输入管31、负载管路20和冷却输出管32的循环。将去磁辅助管路60连接在冷却输入管31和冷却输出管32之间，从而实现去磁辅助管路60和负载管路20之间的并联，这样可以便于切换去磁辅助管路60和负载管路20择一与冷却管路30的导通，以选择性实现磁制冷发生器10去磁过程中是否要对负载管路20进行冷却。

在可选的实施方式中，加热管路40还包括储冷器33，储冷器33设置于冷却管路30上位于去磁辅助管路60的进口端上游侧或出口端下游侧的位置。具体来说，即储冷器33设置于冷却输入管31，去磁辅助管路60的进口端连接在冷却输入管31上位于储冷器33下游的位置。当然，也可以是将储冷器33设置于冷却输出管32，去磁辅助管路60的出口端连接在冷却输出管32上位于储冷器33上游的位置。

如此，通过在冷却管路30上设置储冷器33，这样在去磁辅助管路60与冷却管路30导通时，磁制冷发生器10去磁吸收热量冷却换热介质后，冷却降温后的换热介质可以大部分储存在储冷器33内，这样在需要冷却负载管路20时，储冷箱内的换热介质参与冷却循环，可以降低磁制冷发生器10的能耗，同时快速冷却负载管路20，进一步提高冷却效率。

为了实现冷却输入管31与负载管21或去磁辅助管路60的连接以及择一导通，因此磁制冷温控系统还包括第一多通阀70，冷却输入管31的出口端与该第一多通阀70的a口连接，该第一多通阀70的b口与去磁辅助管路60的进口端连接，第一多通阀70的c口与负载管21连接。

为了实现加热输入管41与负载管21或磁化管路的连接以及择一导通，因此磁制冷温控系统还包括第二多通阀80，加热输入管41的出口端与该第二多通阀80的a口连接，第二多通阀80的b口与磁化辅助管路50的进口端连接，第二多通阀80的c口与负载管21连接。

其中，可以理解的是，负载管21的进口端具有两个，该负载管21的其中一个进口端与第一多通阀70的c口连接，该负载管21的另一个进口端则与第二多通阀80的c口连接。

为了实现负载管21与冷却输出管32或加热输出管42的连接以及择一导通，因此磁制冷温控系统还包括第三多通阀90，负载管21的出口端与该第三多通阀90的c口连接，第三多通阀90的b口与冷却输出管32的进口端连接，第三多通阀90的a口与加热输出管42的进口端连接。

基于上述的磁制冷温控系统，换热介质的流向包括如下的几个阶段：

去磁制冷阶段，去磁制冷通道的B口和C口均打开。磁化制热通道的A口和D口均关闭。第一多通阀70的a口和c口均打开以导通，b口关闭。第二多通阀80的c口关闭，a口和b口的状态不做限制。第三多通阀90的b口和c口均打开以导通，a口则关闭。此时换热腔室内的换热介质经磁制冷发生器10去磁吸收自身热量后冷却降温，从去磁制冷通道的B口流出进入冷却输入管31到达储冷器33，然后经过第一多通阀70的a口和c口进入到负载管21，再通过泵22的作用流经加热器23加热后经过温度检测件24到达负载25，以对负载25进行冷却降温，接着经第三多通阀90的c口和b口进入冷却输出管32，最后经去磁制冷通道的C口回到换热腔室，完成对负载25的一个冷却循环。

磁化阶段，磁化制热通道的A口和D口均打开。去磁制冷通道的B口和C口均关闭。第一多通阀70的a口、b口和c口的状态不做限制。第二多通阀80的b口和a口均打开，c口关闭。第三多通阀90的a口、b口和c口的状态不做限制。此时磁制冷发生器10磁化放热，换热腔室内的换热介质吸收磁制冷发生器10磁化时释放的热量升温，然后经磁化制热通道的D口流出进入加热输入管41到达储热器43，然后经第二多通阀80的b口和a口进入磁化辅助通道，最后经磁化制热通道的A口回流至换热腔室内，实现磁制冷发生器10去磁后重新磁化，以便于对负载25进行下一次冷却循环。

磁化制热阶段，磁化制热通道的A口和D口均打开。去磁制冷通道的B口和C口均关闭。第一多通阀70的c口关闭，a口和b口的状态不做限制。第二多通阀80的b口和c口均打开以导通，a口关闭。第三多通阀90的c口和a口均打开以导通，b口关闭。此时换热腔室内的换热介质吸收磁制冷发生器10磁化时释放的热量升温，然后经磁化制热通道的D口流出进入加热输入管41达到储热器43，然后经第二多通阀80的b口和c口进入到负载管21，再通过泵22的作用流经加热器23加热后经过温度检测件24到达负载25，以对负载25进行冷却降温，接着经第三多通阀90的c口和a口进入加热输出管42，最后经磁化制热通道的A口回到换热腔室，完成对负载25的一个加热循环。

去磁阶段，去磁制冷通道的B口和C口均打开。磁化制热通道的B口和C口均关闭。第一多通阀70的a口和b口均打开以导通，c口关闭。第二多通阀80的a口、b口和c口的状态不做限制。第三多通阀90的a口、b口和c口的状态不做限制。此时磁制冷发生器10去磁吸热，换热腔室内的换热介质的热量被磁制冷发生器10吸收而降温，然后经去磁制冷通道的B口流出进入冷却输入管31到达储冷器33，然后经第一多通阀70的a口和b口进入去磁辅助通道，最后经去磁制冷通道的C口回流至换热腔室内，实现磁制冷发生器10磁化后的重新去磁，以便于对负载25进行下一次加热循环。

最后应说明的是：在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种磁制冷温控系统，其特征在于，包括磁制冷发生器(10)、负载管路(20)、冷却管路(30)和加热管路(40)；

所述磁制冷发生器(10)包括去磁制冷通道和磁化制热通道；

所述负载管路(20)通过并联的所述冷却管路(30)和所述加热管路(40)分别与所述去磁制冷通道和所述磁化制热通道连接；

当所述磁制冷发生器(10)处于去磁过程的情况下，所述冷却管路(30)与所述负载管路(20)导通；

当所述磁制冷发生器(10)处于磁化过程的情况下，所述加热管路(40)与负载管路(20)导通。

2.根据权利要求1所述的磁制冷温控系统，其特征在于，所述磁制冷温控系统还包括磁化辅助管路(50)，所述磁化辅助管路(50)的进口端和出口端分别连接在所述加热管路(40)上位于所述负载管路(20)的上游侧和下游侧的位置；

当所述磁制冷发生器(10)处于磁化过程的情况下，所述磁化辅助管路(50)和所述负载管路(20)可择一地与所述加热管路(40)导通。

3.根据权利要求2所述的磁制冷温控系统，其特征在于，所述加热管路(40)包括加热输入管(41)和加热输出管(42)；

所述加热输入管(41)的进口端和出口端分别连接所述磁化制热通道的出口端和所述负载管路(20)的进口端；

所述加热输出管(42)的进口端和出口端分别连接所述负载管路(20)的出口端和所述磁化制热通道的进口端；

所述磁化辅助管路(50)的进口端和出口端分别连接所述加热输入管(41)和所述加热输出管(42)；

当所述磁制冷发生器(10)处于磁化过程的情况下，所述加热输入管(41)、所述负载管路(20)和所述加热输出管(42)导通，或，所述加热输入管(41)、所述磁化辅助管路(50)和所述加热输出管(42)导通。

4.根据权利要求2所述的磁制冷温控系统，其特征在于，所述加热管路(40)还包括储热器(43)，所述储热器(43)设置于所述加热管路(40)上位于所述磁化辅助管路(50)的进口端上游侧或者出口端下游侧的位置。

5.根据权利要求1所述的磁制冷温控系统，其特征在于，所述磁制冷温控系统还包括去磁辅助管路(60)，所述去磁辅助管路(60)的进口端和出口端分别连接在所述冷却管路(30)上位于所述负载管路(20)的上游侧和下游侧的位置；

当所述磁制冷发生器(10)处于去磁过程的情况下，所述去磁辅助管路(60)和所述负载管路(20)可择一地与所述冷却管路(30)导通。

6.根据权利要求5所述的磁制冷温控系统，其特征在于，所述加热管路(40)包括冷却输入管(31)和冷却输出管(32)；

所述冷却输入管(31)的进口端和出口端分别连接所述去磁制冷通道的出口端和所述负载管路(20)的进口端；

所述冷却输出管(32)的进口端和出口端分别连接所述负载管路(20)的出口端和所述去磁制冷通道的进口端；

所述去磁辅助管路(60)的进口端和出口端分别连接所述冷却输入管(31)和所述冷却输出管(32)；

当所述磁制冷发生器(10)处于去磁过程的情况下，所述冷却输入管(31)、所述负载管路(20)和所述冷却输出管(32)导通，或，所述冷却输入管(31)、所述去磁辅助管路(60)和所述冷却输出管(32)导通。

7.根据权利要求5所述的磁制冷温控系统，其特征在于，所述加热管路(40)还包括储冷器(33)，所述储冷器(33)设置于所述冷却管路(30)上位于所述去磁辅助管路(60)的进口端上游侧或出口端下游侧的位置。

8.根据权利要求1所述的磁制冷温控系统，其特征在于，所述负载管路(20)包括负载管(21)、负载(25)和温控器；

所述负载管(21)通过并联的所述冷却管路(30)和所述加热管路(40)分别与所述去磁制冷通道和所述磁化制热通道连接；

当所述磁制冷发生器(10)处于去磁过程，且所述冷却管路(30)与所述负载管(21)导通的情况下，所述负载管(21)内的换热介质的温度值为第一温度值；

当所述磁制冷发生器(10)处于磁化过程，且所述加热管路(40)与所述负载管(21)导通的情况下，所述负载管(21)内的换热介质的温度值为第二温度值；

所述负载(25)和所述温控器均连接于所述负载管(21)上，所述温控器用于加热或冷却所述换热介质，以使得所述第一温度值与第一预设温度的差值的绝对值小于或等于预设绝对差值，以及所述第二温度值与第二预设温度的差值的绝对值小于或等于预设绝对差值。

9.根据权利要求8所述的磁制冷温控系统，其特征在于，所述温控器为电加热器(23)。

10.根据权利要求8所述的磁制冷温控系统，其特征在于，所述负载管路(20)还包括泵(22)和/或温度检测件(24)，所述泵(22)用于驱动所述换热介质流动，所述温度检测件(24)用于检测所述换热介质的实时温度。