CN210374218U - 一种蓄冷床和磁制冷系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种蓄冷床和磁制冷系统，蓄冷床包括：第一腔室和第二腔室，第一腔室包括第一区域和第二区域，第二腔室包括第三区域和第四区域，且在第一、第四区域中设置有正效应磁热材料的第一和第四磁工质，第二和第三区域中设置有负效应磁热材料的第二和第三磁工质；还设置有第一磁发生装置，蓄冷床与第一磁发生装置之间能相对运动，第一磁发生装置与第一区域和第三区域均相对时、第一磁发生装置与第二区域和第四区域均不相对，第一磁发生装置与第二区域和第四区域均相对时、第一磁发生装置与第一区域和第三区域均不相对。通过本实用新型能同时实现对磁工质的加磁和去磁，加长系统制冷时间或制热时间，解决单蓄冷床流路制冷时间短的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于磁制冷技术领域，具体涉及一种蓄冷床和磁制冷系统。
背景技术
磁制冷是一种绿色环保的新型制冷技术。与传统蒸汽压缩式制冷相比,磁制冷采用磁性材料作为制冷工质,对臭氧层无破坏作用,无温室效应,磁致冷技术近年来得到了较快地发展，其发展前景被各国专家所看好。
磁制冷技术是一种把磁性材料的磁热效应应用于制冷领域的技术，磁热效应是磁性材料的一种固有属性，它是将外磁场的变化所引起的材料自身磁熵改变，同时伴随着材料吸热、放热过程。例如对于铁磁性材料来说，磁热效应在它的居里温度(磁有序-无序转变的温度)附近最为显著，当作用有外磁场时，该材料的磁熵值降低并放出热量；反之，当去除外磁场时，材料的磁熵值升高并吸收热量，这就和气体的压缩-膨胀过程中所引起的放热-吸热现象相似。
图1为现有磁制冷样机系统简图，在图1中1为驱动换向装置、2为冷端换热器、3为蓄冷床、4为热端换热器、5为驱动换向装置、6为永磁体。该样机一个完整的AMR循环包括4个过程:(1)加磁:装有磁工质的回热器进入磁场空间，蓄冷床内的磁工质加磁，温度升高；(2)热流动:流体在活塞驱动下,从冷端换热器流过AMR到热端换热器,流体在AMR中吸收热量，并放出热量给热端换热器；(3)去磁:装有磁工质的回热器退出磁场空间，磁工质去磁，温度降低；(4)冷流动:流体从热端换热器流过回热器到冷端换热器,流体向磁工质释放热量，并从冷端换热器吸收热量。连续上述过程就可以实现制冷。图1中的样机AMR不能同时实现加磁与去磁，这导致系统只有在冷流动过程才能制冷；永磁体长度、宽度与蓄冷床的长度、宽度相同，磁体移动时移动量不小于蓄冷床的长度，这会导致磁体用量大、耗功大，制冷量小。
由于现有技术中的磁制冷系统中存在不能同时实现加磁与去磁，这导致系统只有在冷流动过程才能制冷；永磁体长度、宽度与蓄冷床的长度、宽度相同，磁体移动时移动量不小于蓄冷床的长度，这会导致磁体用量大、耗功大，制冷量小等技术问题，因此本实用新型研究设计出一种蓄冷床和磁制冷系统。
实用新型内容
因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的磁制冷系统中存在不能同时实现加磁与去磁，导致系统制冷或制热时间短的缺陷，从而提供一种蓄冷床和磁制冷系统。
本实用新型提供一种蓄冷床，其包括：
第一腔室和第二腔室，所述第一腔室和所述第二腔室通过绝热层分隔，且所述第一腔室包括第一区域和第二区域，且在所述第一区域中设置有第一磁工质，所述第二区域中设置有第二磁工质；且所述第二腔室包括第三区域和第四区域，且在所述第三区域中设置有第三磁工质，所述第四区域中设置有第四磁工质；且所述第一磁工质和所述第四磁工质为正效应磁热材料，且所述第二磁工质和所述第三磁工质为负效应磁热材料；
且所述第一区域、所述第二区域、所述第三区域和所述第四区域还对应设置有第一磁发生装置，所述蓄冷床与所述第一磁发生装置之间能相对运动，使得所述第一磁发生装置与所述第一区域和所述第三区域均相对时、所述第一磁发生装置与所述第二区域和所述第四区域均不相对，所述第一磁发生装置与所述第二区域和所述第四区域均相对时、所述第一磁发生装置与所述第一区域和所述第三区域均不相对。
优选地，
所述第一腔室和所述第二腔室上下布置，且所述第一腔室位于所述第二腔室的上方；所述第一区域位于与所述第三区域的上方，所述第二区域位于所述第四区域的上方。
优选地，
所述第一腔室具有第一端口和第二端口，所述第一端口与所述第一区域连通，使得通过所述第一端口能够将换热流体流进或流出所述第一区域，所述第二端口与所述第二区域连通，使得通过所述第二端口能够将换热流体流进或流出所述第二区域；
和/或，所述第二腔室具有第三端口和第四端口，所述第三端口与所述第三区域连通，使得通过所述第三端口能够将换热流体流进或流出所述第三区域，所述第四端口与所述第四区域连通，使得通过所述第四端口能够将换热流体流进或流出所述第四区域。
优选地，
所述蓄冷床固定，所述第一磁发生装置平动或转动、而使得在所述第一磁发生装置平动或转动的过程中所述第一区域和所述第三区域能够同时处于所述第一磁发生装置之间，或使得在所述第一磁发生装置平动或转动的过程中所述第二区域和所述第四区域能够同时处于所述第一磁发生装置之间。
优选地，
所述第一区域、所述第二区域、所述第三区域和所述第四区域形成一个磁制冷组，且所述蓄冷床包括两个以上串联连接的磁制冷组。
优选地，
所述第一腔室还包括与所述第二区域的一端依次连通的第五区域和第六区域，且在所述第五区域中设置有第五磁工质，所述第六区域中设置有第六磁工质；且所述第二腔室还包括与所述第四区域的一端依次连通的第七区域和第八区域，且在所述第七区域中设置有第七磁工质，所述第八区域中设置有第八磁工质；且所述第五磁工质和所述第八磁工质为正效应磁热材料，且所述第六磁工质和所述第七磁工质为负效应磁热材料；
且所述第五区域、所述第六区域、第七区域和第八区域还对应设置有第二磁发生装置，所述蓄冷床与所述第二磁发生装置之间也能相对运动，使得所述第二磁发生装置与所述第五区域和所述第七区域均相对时、所述第二磁发生装置与所述第六区域和所述第八区域均不相对；所述第二磁发生装置与所述第六区域和所述第八区域均相对时、所述第二磁发生装置与所述第五区域和所述第七区域均不相对。
优选地，
所述蓄冷床固定，所述第二磁发生装置平动或转动、而使得在所述第二磁发生装置平动或转动的过程中所述第五区域和所述第六区域能够同时处于所述第二磁发生装置之间，或使得在所述第二磁发生装置平动或转动的过程中所述第七区域和所述第八区域能够同时处于所述第二磁发生装置之间。
本实用新型还提供一种磁制冷系统，其包括前任一项所述的蓄冷床，所述第一腔室中流动第一换热流体，所述第二腔室中流动第二换热流体。
优选地，
还包括第一换热管路，当包括第一端口和第二端口时，所述第一换热管路能够分别连通所述第一端口和所述第二端口，且在所述第一换热管路上与所述第一端口相连通的位置还设置有第一冷端换热器，所述第一换热管路上与所述第二端口相连通的位置还设置有第一热端换热器。
优选地，
还包括第二换热管路，当包括第三端口和第四端口时，所述第二换热管路能够分别连通所述第三端口和所述第四端口，且在所述第二换热管路上与所述第三端口相连通的位置还设置有第二冷端换热器，所述第二换热管路上与所述第四端口相连通的位置还设置有第二热端换热器。
优选地，
所述第一换热管路上位于所述第一冷端换热器和所述第一热端换热器之间还设置有第一驱动换向装置；和/或所述第二换热管路上位于所述第二冷端换热器和所述第二热端换热器之间还设置有第二驱动换向装置。
本实用新型提供的一种蓄冷床和磁制冷系统具有如下有益效果：
1.本实用新型通过在蓄冷床中绝热分隔地设置第一和第二腔室，第一腔室包括设置正效应磁热材料的第一区域和设置负效应磁热材料的第二区域，以及第二腔室包括设置负效应磁热材料的第三区域和设置正效应磁热材料的第四区域，且第一磁发生装置在与第一和第三区域相对时、与第二和第四区域不相对，即能够使得转至第一和第三区域时、第一磁工质励磁升温，第三磁工质励磁却降温，换热流体流经第一区域被加热、换热流体流经第三区域被降温，同时换热流体流经第二区域由于第二磁工质为负效应磁材料其被去磁而被加热，换热流体流经第四区域被去磁而降温，从而流经第一腔室中的流体均被有效地制冷或制热、同时流经第二腔室总的流体均被有效地制热或制冷，反之亦然，因此能够同时实现对磁工质的加磁和去磁作用，即拥有单个蓄冷床的流路可同时加磁与去磁，制冷时间增大一倍，磁热材料同时吸热与放热；从而有效地加长了系统制冷的时间或制热的时间，有效解决单个蓄冷床不能实现同时加磁与去磁，致使单蓄冷床流路制冷时间短的问题；
2.本实用新型中的蓄冷床包含正效应磁热材料与反效应磁热材料，可通过对蓄冷床中的一半磁工质提供磁场，另一半不提供磁场，这种蓄冷床还可达到以下效果：磁发生装置用量较之前质量较少了一半，节省了成本，解决只有一个蓄冷床流路中磁发生装置与蓄冷床面积相同，致使磁发生装置成本增加的问题；这种床可减小系统运行周期，提高系统运行频率，提高制冷性能；这种床的长度可以较长，可是普通床长度的数倍，可实现多个普通蓄冷床的串并联，有效解决蓄冷床由于要受到磁发生装置提供磁场，其长度一般等于或小于磁发生装置的长度，而磁发生装置价格贵重，组装困难，单块磁体长度较小，这导致了蓄冷床的长度较小的问题。
附图说明
图1是现有技术中的磁制冷机的流路结构图；
图2是本实用新型的蓄冷床(4个区域)的结构示意图；
图3是本实用新型的蓄冷床(8个区域)的结构示意图；
图4是本实用新型的磁制冷系统的换热流体的第一种运动路径时的结构示意图；
图5是本实用新型的磁制冷系统的换热流体的第二组运动路径时的结构示意图。
图中附图标记表示为：
1、第一驱动换向装置；10、第一腔室；20、第二腔室；100、第一换热管路；200、第二换热管路；21、第一冷端换热器；22、第二冷端换热器；3、蓄冷床；33、绝热层；311、第一端口；312、第二端口；313、第一区域；314、第二区域；315、第五区域；316、第六区域；321、第三端口；322、第四端口；323、第三区域；324、第四区域；325、第七区域；326、第八区域；34、格栅；41、第一热端换热器；42、第二热端换热器；5、第二驱动换向装置；6、第一磁发生装置。
具体实施方式
实施例1
如图2-5所示，本实用新型提供一种蓄冷床，其包括：
第一腔室10和第二腔室20，所述第一腔室10和所述第二腔室20通过绝热层33分隔，且所述第一腔室10包括相连通的第一区域313和第二区域314(通过格栅34分隔，格栅34能阻挡磁工质互窜但能允许换热流体通过)，且在所述第一区域313中设置有第一磁工质，所述第二区域314中设置有第二磁工质；且所述第二腔室20包括相连通的第三区域323和第四区域324(通过格栅34分隔，格栅34能阻挡磁工质互窜但能允许换热流体通过)，且在所述第三区域323中设置有第三磁工质，所述第四区域324中设置有第四磁工质；且所述第一磁工质和所述第四磁工质为正效应磁热材料，且所述第二磁工质和所述第三磁工质为负效应磁热材料；
且所述第一区域313、所述第二区域314、所述第三区域323和所述第四区域324还对应设置有第一磁体6，所述蓄冷床与所述第一磁体6之间能相对运动，使得所述第一磁体6与所述第一区域313和所述第三区域323均相对时、所述第一磁体6与所述第二区域314和所述第四区域324均不相对；所述第一磁体6与所述第二区域314和所述第四区域324均相对时、所述第一磁体6与所述第一区域313和所述第三区域323均不相对(这里的磁发生装置包括永磁体和磁感应线圈等)。
本实用新型通过在蓄冷床中绝热分隔地设置第一和第二腔室，第一腔室包括设置正效应磁热材料的第一区域和设置负效应磁热材料的第二区域，以及第二腔室包括设置负效应磁热材料的第三区域和设置正效应磁热材料的第四区域，且第一磁发生装置在与第一和第三区域相对时、与第二和第四区域不相对，即能够使得转至第一和第三区域时、第一磁工质励磁升温，第三磁工质励磁却降温，换热流体流经第一区域被加热、换热流体流经第三区域被降温，同时换热流体流经第二区域由于第二磁工质为负效应磁材料其被去磁而被加热，换热流体流经第四区域被去磁而降温，从而流经第一腔室中的流体均被有效地制冷或制热、同时流经第二腔室总的流体均被有效地制热或制冷，反之亦然，因此能够同时实现对磁工质的加磁和去磁作用，即拥有单个蓄冷床的流路可同时加磁与去磁，制冷时间增大一倍，磁热材料同时吸热与放热；从而有效地加长了系统制冷的时间或制热的时间，有效解决单个蓄冷床不能实现同时加磁与去磁，致使单蓄冷床流路制冷时间短的问题；
本实用新型中的蓄冷床包含正效应磁热材料与反效应磁热材料，可通过对蓄冷床中的一半磁工质提供磁场，另一半不提供磁场，这种蓄冷床还可达到以下效果：磁体用量较之前质量较少了一半，节省了成本，解决只有一个蓄冷床流路中磁体与蓄冷床面积相同，致使磁体成本增加的问题；这种床可减小系统运行周期，提高系统运行频率，提高制冷性能；这种床的长度可以较长，可是普通床长度的数倍，可实现多个普通蓄冷床的串并联，有效解决蓄冷床由于要受到磁体提供磁场，其长度一般等于或小于磁体的长度，而磁体价格贵重，组装困难，单块磁体长度较小，这导致了蓄冷床的长度较小的问题。
本实用新型上部区域与下部区域相同位置处的材料磁热效应相反，材料的居里温度相同，温变也相同(效果是上下对应区域磁热材料在加磁与去磁时状态相反，一个区域中的磁热材料向流体吸热，另一个区域中的磁热材料磁热材料向流体放热，材料磁热效应相同是为了两个流路的温跨相同，这个是主要实用新型点)；蓄冷床中每层磁热材料的居里温度沿朝向热端换热器方向依次增大。
优选地，
所述第一腔室10和所述第二腔室20上下布置，且所述第一腔室10位于所述第二腔室20的上方；所述第一区域313位于与所述第三区域323的上方，所述第二区域314位于所述第四区域324的上方。这是本实用新型的第一和第二腔室的优选位置关系以及第一和第三区域、第二和第四区域间的优选位置关系，使得上方的第一腔室中的第一区域和第二区域能够同时制冷或制热，下方的第二腔室中的第三区域和第四区域能够同时制热或制冷，实现制冷或制热时间比现有延长一倍的效果，且有效减小磁体的长度。
优选地。
所述第一腔室10具有第一端口311和第二端口312，所述第一端口311与所述第一区域313连通，使得通过所述第一端口311能够将换热流体流进或流出所述第一区域313；所述第二端口312与所述第二区域314连通，使得通过所述第二端口312能够将换热流体流进或流出所述第二区域314；
和/或，所述第二腔室20具有第三端口321和第四端口322，所述第三端口321与所述第三区域323连通，使得通过所述第三端口321能够将换热流体流进或流出所述第三区域323；所述第四端口322与所述第四区域324连通，使得通过所述第四端口322能够将换热流体流进或流出所述第四区域324。
这是本实用新型的第一和第二腔室的分别的两个端口的结构形式，通过各自的两个端口、使得其中一个为入口另一个为出口，实现流体的进出、且实现第一腔室中的两个区域同时加热或制冷，第二腔室中的两个区域同时制冷或加热。
优选地，
所述蓄冷床固定，所述第一磁发生装置6平动或转动、而使得在所述第一磁发生装置6平动或转动的过程中所述第一区域313和所述第三区域323能够同时处于所述第一磁发生装置6之间，或使得在所述第一磁发生装置6平动或转动的过程中所述第二区域314和所述第四区域324能够同时处于所述第一磁发生装置6之间(即第一磁发生装置从第一区域和第三区域的上下两端平动或转动到第二区域和第四区域的上下两端)。这是本实用新型的蓄冷床与第一磁发生装置之间的优选相对运动关系，这样能够有效实现第一磁发生装置在第一和第二区域(或第三和第四区域)之间来回切换的平动或转动，现有的磁制冷系统只在流体冷流动过程流制冷，磁发生装置截面积与蓄冷床面积相同，而本专利实用新型的系统磁发生装置截面积为蓄冷床长度的一半，每次平动或转动的长度只是蓄冷床长度的一半，且系统由于上下区域的磁热材料同时存在吸热与放热，致使磁制冷系统的流体在发生流动的任意时刻都有一半的流体在制冷，一半的流体在放热。这种流路中蓄冷床同时存在热流动与冷流动(现有蓄冷床的冷流动过程与热流动过程发生的时间不同，没有同时出现)，制冷时间较之前的流路增大一倍，流路中的磁发生装置长度为蓄冷床长度的一半，且平动或转动长度为蓄冷床长度的一半。
优选地，
如图3所示，所述第一区域313、所述第二区域314、所述第三区域323和所述第四区域324形成一个磁制冷组，且所述蓄冷床包括两个以上串联连接的磁制冷组。这是本实用新型的进一步优选结构形式，可以包括四个以上区域，区域个数为偶数，上部区域的正效应磁热材料与反效应磁热材料间隔布置，下部区域的正效应磁热材料与反效应磁热材料间隔布置，上部区域与下部区域通过绝热材料隔开(主要实用新型点在于正效应磁热材料和反效应磁热材料间隔布置，现有技术中单个蓄冷床只填充正效应磁热材料或反效应磁热材料，不是间隔布置的)，上部区域中的每层区域通过滤网隔开，下部区域的每层区域之间也通过滤网隔开。蓄冷床中载热流体的进出口数目有四个，两个开口，两个开口，同一时刻，上部区域与下部区域的流体流动方向相反。(须是4个以及4的倍数)这种蓄冷床的长度可根据需要制作的很长，可以是普通床长度的数倍。
实施例2
优选地，
所述第一腔室10还包括与所述第二区域314的一端依次连通的第五区域315和第六区域316，且在所述第五区域315中设置有第五磁工质，所述第六区域316中设置有第六磁工质；且所述第二腔室20还包括与所述第四区域324的一端依次连通的相连通的第七区域325和第八区域326，且在所述第七区域325中设置有第七磁工质，所述第八区域326中设置有第八磁工质；且所述第五磁工质和所述第八磁工质为正效应磁热材料，且所述第六磁工质和所述第七磁工质为负效应磁热材料；
且所述第五区域315、所述第六区域316、第七区域325和第八区域326还对应设置有第二磁发生装置(未示出)，所述蓄冷床与所述第二磁发生装置之间也能相对运动，使得所述第二磁发生装置与所述第五区域315和所述第七区域325均相对时、所述第二磁发生装置与所述第六区域316和所述第八区域326均不相对；所述第二磁发生装置与所述第六区域316和所述第八区域326均相对时、所述第二磁发生装置与所述第五区域315和所述第七区域325均不相对。
这是本实用新型的进一步优选结构形式，即包括八个区域，上部区域的正效应磁热材料与反效应磁热材料间隔布置，下部区域的正效应磁热材料与反效应磁热材料间隔布置，上部区域与下部区域通过绝热材料隔开(主要实用新型点在于正效应磁热材料和反效应磁热材料间隔布置，现有技术中单个蓄冷床只填充正效应磁热材料或反效应磁热材料，不是间隔布置的)，上部区域中的每层区域通过滤网隔开，下部区域的每层区域之间也通过滤网隔开。蓄冷床中载热流体的进出口数目有四个，两个开口，两个开口，同一时刻，上部区域与下部区域的流体流动方向相反。这种蓄冷床的长度可根据需要制作的很长，可以是普通床长度的数倍。
优选地，
所述蓄冷床固定，所述第二磁发生装置转动、而使得在所述第二磁发生装置转动的过程中所述第五区域315和所述第六区域316能够同时处于所述第二磁发生装置之间，或使得在所述第二磁发生装置转动的过程中所述第七区域325和所述第八区域326能够同时处于所述第二磁发生装置之间。这是本实用新型的蓄冷床包括第二磁发生装置时的进一步优选运动形式，即第二次体相对于蓄冷床运动，这样能够有效实现第二磁发生装置在第五和第六区域(或第七和第八区域)之间来回切换的转动，现有的磁制冷系统只在流体冷流动过程流制冷，磁发生装置截面积与蓄冷床面积相同，而本专利实用新型的系统磁发生装置截面积为蓄冷床长度的一半，每次转动的长度只是蓄冷床长度的一半，且系统由于上下区域的磁热材料同时存在吸热与放热，致使磁制冷系统的流体在发生流动的任意时刻都有一半的流体在制冷，一半的流体在放热。这种流路中蓄冷床同时存在热流动与冷流动(现有蓄冷床的冷流动过程与热流动过程发生的时间不同，没有同时出现)，制冷时间较之前的流路增大一倍，流路中的磁发生装置长度为蓄冷床长度的一半，且转动长度为蓄冷床长度的一半。
当活塞分成八个区域的时候，蓄冷床如图3所示，上部各区域正效应磁热材料与负效应磁热材料交替排列，下部区域材料正效应磁热材料与负效应磁热材料也是交替排列，如上部第一区域313为正效应磁热材料、第二区域314为负效应磁热材料，第五区域315为正效应磁热材料，第六区域316为负效应磁热材料，第三区域323为负效应磁热材料，第四区域324为正效应磁热材料，第七区域325为负效应磁热材料，第八区域326为正效应磁热材料。这时候磁装置包含两个相同的磁发生装置，一个磁发生装置在第一区域313、第二区域314、第三区域323、第四区域324之间往复运动，另一个磁发生装置在装置在第五区域315、第六区域316、第七区域325、第八区域326之间往复运动。图3中的蓄冷床相当于图2中两个相同的蓄冷床合并，其运动过程与图2中的蓄冷床相同。这种床可大大减小每个循环磁发生装置运动耗功。
实施例3
本实用新型还提供一种磁制冷系统，其包括前任一项所述的蓄冷床，所述第一腔室10中流动第一换热流体，所述第二腔室20中流动第二换热流体。
本实用新型中的磁制冷系统由于蓄冷床的特殊结构形式，包含正效应磁热材料与反效应磁热材料，可通过对蓄冷床中的一半磁工质提供磁场，另一半不提供磁场，这种蓄冷床可达到以下效果：1.实现了拥有单个蓄冷床的流路，可同时加磁与去磁，制冷时间增大一倍，磁热材料同时吸热与放热。2.磁体用量较之前质量较少了一半，节省了成本。3.这种床可减小系统运行周期，提高系统运行频率，提高制冷性能。4.这种床的长度可以较长，可是普通床长度的数倍，可实现多个普通蓄冷床的串并联。
优选地，
还包括第一换热管路100，当包括第一端口311和第二端口312时，所述第一换热管路100能够分别连通所述第一端口311和所述第二端口312，且在所述第一换热管路100上与所述第一端口311相连通的位置还设置有第一冷端换热器21，所述第一换热管路100上与所述第二端口312相连通的位置还设置有第一热端换热器41。这是本实用新型中第一换热管路以及第一冷端换热器和第一热端换热器的结构形式，换热流体在蓄冷床中吸收磁工质的热量或冷量后在第一冷端换热器中放出冷量形成对外制冷、以及在第一热端换热器中放出热量形成对外制热。
优选地，
还包括第二换热管路200，当包括第三端口321和第四端口322时，所述第二换热管路200能够分别连通所述第三端口321和所述第四端口322，且在所述第二换热管路200上与所述第三端口321相连通的位置还设置有第二冷端换热器22，所述第二换热管路200上与所述第四端口322相连通的位置还设置有第二热端换热器42。这是本实用新型中第二换热管路以及第二冷端换热器和第二热端换热器的结构形式，换热流体在蓄冷床中吸收磁工质的热量或冷量后在第二冷端换热器中放出冷量形成对外制冷、以及在第二热端换热器中放出热量形成对外制热。
优选地，
所述第一换热管路100上位于所述第一冷端换热器21和所述第一热端换热器41之间还设置有第一驱动换向装置1(优选为气缸或液压缸)；和/或所述第二换热管路200上位于所述第二冷端换热器22和所述第二热端换热器42之间还设置有第二驱动换向装置5(优选为气缸或液压缸)。
针对现有磁制冷机流路复杂，磁制冷机耗功较大的问题，本实用新型设计了一种新型的蓄冷床，如图2所示，蓄冷床分为四个区域，分别为第一区域313、第二区域314、第三区域323、第四区域324，绝热层33且不能通过流体如泡沫，第一区域313与第二区域314通过格栅隔开，第三区域323、第四区域324通过格栅隔开。第一区域313中填充正效应磁热材料，第二区域314中填充负效应磁热材料,第三区域323填充负效应磁热材料，第四区域324填充正效应磁热材料。反之当第一区域313中填充负效应磁热材料，其它三个区域中第二区域314填充正效应磁热材料,第三区域323填充正效应磁热材料，第四区域324填充负效应磁热材料。
第一区域313与第三区域323的磁热材料居里温度相同，且磁热效应相同；第二区域314与第四区域324的磁热材料居里温度相同，且磁热效应相同。第二区域314材料的居里温度大于第一区域313区域材料的居里温度。
第一端口311、第二端口312、第三端口321、第四端口322为蓄冷床的开口，蓄冷床中的流体分为两个流路。
蓄冷床也可以划分为8个，12或多个区域，如图3所示，蓄冷床为8个区域，上部各区域正效应磁热材料与负效应磁热材料交替排列，下部区域材料正效应磁热材料与负效应磁热材料也是交替排列。
在现有磁制冷样机中蓄冷床由于要受到磁体的加磁与去磁，其长度一般等于或小于磁体的长度，而磁体价格贵重，组装困难，单块磁体长度较小，这导致了蓄冷床的长度较小。
图4为应用此蓄冷床的磁制冷系统简图，此系统简图包括两个双向驱动换向装置，第一驱动换向装置1和第二驱动换向装置5，两个冷端换热器、第一冷端换热器21和第二冷端换热器22，两个热端换热器、第一热端换热器41和第二热端换热器42，一个蓄冷床3、第一磁发生装置6。
图4中系统的一个循环过程包括以下4个过程：
过程1：磁发生装置对左部的蓄冷床提供磁场，当第一区域313、第三区域323与磁发生装置完全重合时，磁发生装置停止运动；此时第一区域313、第二区域314中的磁热材料温度升高，第三区域323、第四区域324中磁热材料温度降低。
过程2：第一驱动换向装置1中的活塞向左运动，活塞推动流体经第一冷端换热器21，之后经第一端口311流向第一区域313、第二区域314，然后经第二端口312流向第一热端换热器41，最后流回第一驱动换向装置1。
第二驱动换向装置5中的活塞向右运动，活塞推动流体经第二热端换热器42，之后经第四端口322流向第四区域324、第三区域323，然后经第三端口321流向第二冷端换热器22，最后流回第二驱动换向装置5。
在这个系统中两个驱动换向装置状态参数完全相同，活塞也相同，耗功也相同。当第一驱动换向装置1中的活塞运动到最左端时，第二驱动换向装置5中的活塞运动到最右端，此时过程2结束。
过程3：磁发生装置对左部的蓄冷床提供磁场，当第二区域314、第四区域324与磁发生装置完全重合时，磁发生装置停止运动；此时第一区域313、第二区域314中的磁热材料温度降低，第三区域323、第四区域324中磁热材料温度升高。
过程4：第一驱动换向装置1中的活塞向右推动推动流体经第一热端换热器41，之后经第二端口312流向第二区域314、第一区域313，然后经第一端口311流向第一冷端换热器21，最后流回第一驱动换向装置1。
第二驱动换向装置5中的活塞推动流体经第二热端换热器42，之后经第四端口322流向第四区域324、第三区域323，然后经第三端口321流向第二冷端换热器22，最后流回第二驱动换向装置5。
在这个系统中两个驱动换向装置状态参数完全相同，活塞也相同，耗功也相同。当第一驱动换向装置1中的活塞运动到最右端时，第二驱动换向装置5中的活塞运动到最左端，此时过程4结束。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (11)
1.一种蓄冷床，其特征在于：包括：
第一腔室(10)和第二腔室(20)，所述第一腔室(10)和所述第二腔室(20)通过绝热层(33)分隔，且所述第一腔室(10)包括第一区域(313)和第二区域(314)，且在所述第一区域(313)中设置有第一磁工质，所述第二区域(314)中设置有第二磁工质；且所述第二腔室(20)包括第三区域(323)和第四区域(324)，且在所述第三区域(323)中设置有第三磁工质，所述第四区域(324)中设置有第四磁工质；且所述第一磁工质和所述第四磁工质为正效应磁热材料，且所述第二磁工质和所述第三磁工质为负效应磁热材料；
且所述第一区域(313)、所述第二区域(314)、所述第三区域(323)和所述第四区域(324)还对应设置有第一磁发生装置(6)，所述蓄冷床与所述第一磁发生装置(6)之间能相对运动，使得所述第一磁发生装置(6)与所述第一区域(313)和所述第三区域(323)均相对时、所述第一磁发生装置(6)与所述第二区域(314)和所述第四区域(324)均不相对；所述第一磁发生装置(6)与所述第二区域(314)和所述第四区域(324)均相对时、所述第一磁发生装置(6)与所述第一区域(313)和所述第三区域(323)均不相对。
2.根据权利要求1所述的蓄冷床，其特征在于：
所述第一腔室(10)和所述第二腔室(20)上下布置，且所述第一腔室(10)位于所述第二腔室(20)的上方；和/或，所述第一区域(313)位于与所述第三区域(323)的上方，所述第二区域(314)位于所述第四区域(324)的上方。
3.根据权利要求1所述的蓄冷床，其特征在于：
所述第一腔室(10)具有第一端口(311)和第二端口(312)，所述第一端口(311)与所述第一区域(313)连通，使得通过所述第一端口(311)能够将换热流体流进或流出所述第一区域(313)，所述第二端口(312)与所述第二区域(314)连通，使得通过所述第二端口(312)能够将换热流体流进或流出所述第二区域(314)；
和/或，所述第二腔室具有第三端口(321)和第四端口(322)，所述第三端口(321)与所述第三区域(323)连通，使得通过所述第三端口(321)能够将换热流体流进或流出所述第三区域(323)；所述第四端口(322)与所述第四区域(324)连通，使得通过所述第四端口(322)能够将换热流体流进或流出所述第四区域(324)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的蓄冷床，其特征在于：
所述蓄冷床固定，所述第一磁发生装置(6)平动或转动、而使得在所述第一磁发生装置(6)平动或转动的过程中所述第一区域(313)和所述第三区域(323)能够同时处于所述第一磁发生装置(6)之间，或使得在所述第一磁发生装置(6)平动或转动的过程中所述第二区域(314)和所述第四区域(324)能够同时处于所述第一磁发生装置(6)之间。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的蓄冷床，其特征在于：
所述第一区域(313)、所述第二区域(314)、所述第三区域(323)和所述第四区域(324)形成一个磁制冷组，且所述蓄冷床包括两个以上串联连接的磁制冷组。
6.根据权利要求5所述的蓄冷床，其特征在于：
所述第一腔室(10)还包括与所述第二区域(314)的一端依次连通的第五区域(315)和第六区域(316)，且在所述第五区域(315)中设置有第五磁工质，所述第六区域(316)中设置有第六磁工质；且所述第二腔室(20)还包括与所述第四区域(324)的一端依次连通的第七区域(325)和第八区域(326)，且在所述第七区域(325)中设置有第七磁工质，所述第八区域(326)中设置有第八磁工质；且所述第五磁工质和所述第八磁工质为正效应磁热材料，且所述第六磁工质和所述第七磁工质为负效应磁热材料；
且所述第五区域(315)、所述第六区域(316)、第七区域(325)和第八区域(326)还对应设置有第二磁发生装置，所述蓄冷床与所述第二磁发生装置之间也能相对运动，使得所述第二磁发生装置与所述第五区域(315)和所述第七区域(325)均相对时、所述第二磁发生装置与所述第六区域(316)和所述第八区域(326)均不相对；所述第二磁发生装置与所述第六区域(316)和所述第八区域(326)均相对时、所述第二磁发生装置与所述第五区域(315)和所述第七区域(325)均不相对。
7.根据权利要求6所述的蓄冷床，其特征在于：
所述蓄冷床固定，所述第二磁发生装置平动或转动、而使得在所述第二磁发生装置平动或转动的过程中所述第五区域(315)和所述第六区域(316)能够同时处于所述第二磁发生装置之间，或使得在所述第二磁发生装置平动或转动的过程中所述第七区域(325)和所述第八区域(326)能够同时处于所述第二磁发生装置之间。
8.一种磁制冷系统，其特征在于：包括权利要求1-7中任一项所述的蓄冷床，所述第一腔室(10)中流动第一换热流体，所述第二腔室(20)中流动第二换热流体。
9.根据权利要求8所述的磁制冷系统，其特征在于：
还包括第一换热管路(100)，当包括第一端口(311)和第二端口(312)时，所述第一换热管路(100)能够分别连通所述第一端口(311)和所述第二端口(312)，且在所述第一换热管路(100)上与所述第一端口(311)相连通的位置还设置有第一冷端换热器(21)，所述第一换热管路(100)上与所述第二端口(312)相连通的位置还设置有第一热端换热器(41)。
10.根据权利要求9所述的磁制冷系统，其特征在于：
还包括第二换热管路(200)，当包括第三端口(321)和第四端口(322)时，所述第二换热管路(200)能够分别连通所述第三端口(321)和所述第四端口(322)，且在所述第二换热管路(200)上与所述第三端口(321)相连通的位置还设置有第二冷端换热器(22)，所述第二换热管路(200)上与所述第四端口(322)相连通的位置还设置有第二热端换热器(42)。
11.根据权利要求10所述的磁制冷系统，其特征在于：
所述第一换热管路(100)上位于所述第一冷端换热器(21)和所述第一热端换热器(41)之间还设置有第一驱动换向装置(1)；和/或所述第二换热管路(200)上位于所述第二冷端换热器(22)和所述第二热端换热器(42)之间还设置有第二驱动换向装置(5)。
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