[發明專利]一種磁制冷循環系統

無效

• 申請號: 200910028654.4
• 申請日: 2009-01-08
• 公開（公告）號: CN101458008A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發明（設計）人: 方貴銀;劉旭;張成亮;王敦輝;都有為
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: F25B21/00
• 分類號: F25B21/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙）
• 代理人: 陳 揚

技術領域

本發明涉及一種磁制冷技術，具體地說是一種磁制冷循環系統。?

背景技術

隨著我國國民經濟的發展和人民生活水平的提高，制冷技術已廣泛應用工業、農業、國防及人們日常生活等領域，人們的生產和生活已與制冷技術息息相關。而現在的制冷大多采用蒸汽壓縮制冷技術，存在制冷效率低和氟利昂制冷劑易破壞大氣臭氧層等缺點。?

磁制冷是利用磁熱效應制取冷量的，磁熱效應是指磁制冷材料在等溫磁化時向外界放出熱量，而在絕熱去磁時溫度降低，從外界吸收熱量而制取冷量。磁制冷技術是采用磁制冷材料的勵磁和去磁過程來獲得冷量的，而傳統的蒸汽壓縮制冷技術是采用制冷劑的壓縮和膨脹過程來獲得冷量的。磁制冷材料采用的是固態磁性材料，排除了因使用氟利昂、氨及碳氫化合物等制冷劑所帶來的破壞臭氧層、有毒、易泄漏、易燃、易爆等有損環境的缺陷。磁制冷的效率可達到逆卡諾循環的30％-60％，而氣體壓縮制冷一般僅為5％-10％，磁制冷的效率一般要比蒸氣壓縮式制冷高20％-30％，因而具有高效節能的特點。由于磁制冷材料是固體，其熵密度要遠高于制冷劑氣體的熵密度，因而磁制冷系統易于做到小型化。由于磁制冷無需壓縮機，運動部件少且轉速緩慢，可大幅降低系統振動與噪聲，因而系統穩定可靠、使用壽命長。?

磁制冷是一種新型綠色環保制冷技術，國內外都加大對其研發的投入，目前室溫磁制冷技術仍處于實驗研究階段，還有一些實際問題需要解決，但可以預見室溫磁制冷技術將具有廣闊的應用前景。?

發明內容

為了克服現有制冷技術的不足，本發明的目的在于提供一種室溫磁制冷循環系統。該系統高效節能、對環境無破壞；它無需壓縮機、系統運動部件少且轉速緩慢，可大幅降低系統振動與噪聲，系統穩定可靠、使用壽命長。?

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：?

一種磁制冷循環系統，其特征在于：它包括第一磁體、第二磁體、第一磁制冷材料填料床、第二磁制冷材料填料床、冷卻介質循環泵、冷媒介質循環泵、冷量換熱器、散熱冷卻器、第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥、第五電磁閥、第六電磁閥、第七電磁閥、第八電磁閥和連接管道；?

第一磁體和第二磁體均固定設置；第一磁制冷材料填料床與傳動機構連接并在第一磁體構成的空間內作往復運動；第二磁制冷材料填料床與傳動機構連接并在第二磁體構成的空間內作往復運動；第一磁制冷材料填料床通過連接管道并聯后，一端分別與第一電磁閥、第二電磁閥連接，另一端分別與第五電磁閥、第八電磁閥連接；?

冷卻介質循環泵的一端通過散熱冷卻器分別與第七電磁閥、第八電磁閥連接，另一端分別與第三電磁閥、第四電磁閥連接；?

冷媒介質循環泵的一端通過冷量換熱器分別與第一電磁閥、第二電磁閥連接，另一端分別與第五電磁閥、第六電磁閥連接；?

第二磁制冷材料填料床通過連接管道并聯后，一端分別與第一電磁閥、第四電磁閥連接，另一端分別與第六電磁閥、第七電磁閥連接。?

本發明中，所述的第一磁體和第二磁體均采用永磁體、鐵氧體或電磁體。?

所述的磁制冷材料采用金屬軋或其它復合磁制冷材料。?

所述的第一磁制冷材料填料床和第二磁制冷材料填料床采用圓柱形或矩形結構。第一磁制冷材料填料床和第二磁制冷材料填料床采用保溫隔熱結構。第一磁制冷材料填料床和第二磁制冷材料填料床的機械驅動機構采用電機或步進電機驅動。?

所述的冷卻介質采用水或其它無腐蝕的流體介質。?

所述的冷媒介質采用水或其它無腐蝕的流體介質。?

所述的冷量換熱器采用風冷翅片管式、水冷殼管式、套管式或板式。?

所述的散熱冷卻器采用風冷翅片管式、水冷殼管式、套管式或板式。?

本發明在室溫磁制冷循環系統中，磁制冷材料被封裝在填料床內，根據所需制冷量的大小，磁制冷材料填料床并聯連接后組成一組。每個磁制冷材料填料床可以由若干單元組成，同樣與每個磁制冷材料填料床相適配的每個磁體也由若干單元組成。為了解決室溫磁制冷循環系統連續供冷問題，采用兩組磁制冷材料填料床交替工作，當一組磁制冷材料進入磁場進行勵磁過程時，另一組磁制冷材料則離開磁場進行去磁過程。磁制冷材料填料床具有多孔結構，傳熱流體能夠通過并能與磁制冷材料進行熱交換。?

與現有技術相比，本發明其顯著優點是：?

(1)該系統的制冷效率一般要比蒸氣壓縮式制冷系統高20％-30％，因而具有高效節能的優點。?

(2)該系統制冷工質采用固態磁性材料，具有安全、無毒、對大氣環境無破壞的優點。?