[發明專利]磁制冷機及其載冷劑流量控制方法和控制裝置

有效

• 申請號: 201410121380.4
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN104949410B
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 馬壯;劉杰;唐林強;張立臣;王晶晶;徐培培
• 申請（專利權）人: 海爾集團公司;青島海爾股份有限公司
• 主分類號: F25B49/00
• 分類號: F25B49/00;F25B21/00
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司37101
• 代理人: 李升娟

技術領域

本發明屬于磁制冷技術領域，具體地說，是涉及磁制冷機及其載冷劑流量控制方法和控制裝置。

背景技術

磁制冷機是采用磁熱效應進行制冷的制冷設備。磁熱效應是磁性材料在磁化和退磁過程中由于內部磁熵變化而引起材料吸放熱的一種性質，是材料的固有特性，磁制冷就是通過材料的磁熱效應來實現制冷目的的。磁制冷機包括有磁場系統、設置在磁場系統內部的磁制冷床、填充在磁制冷床中的磁工質、冷端換熱器、熱端換熱器、在磁制冷機中流動的載冷劑及為載冷劑提供動力的驅動裝置。磁制冷床具有與冷端換熱器連接的冷端和與熱端換熱器連接的熱端。磁工質在磁場變化時發生熱量或冷量的變化，驅動裝置驅動載冷劑流過磁工質，帶走這些熱量或冷量。冷端流出的載冷劑進入到冷端換熱器中，實現對冷端換熱器周圍的降溫。熱端流出的載冷劑進入到熱端換熱器，釋放熱量，從而可以利用冷端換熱器實現制冷的目的。

現有磁制冷機中的載冷劑是通過驅動裝置提供動力在整個設備中循環，載冷劑的流量對換熱效率和換熱能力起著決定性的作用。如果流量太小，磁工質放熱或吸熱周期過大，導致系統制冷量降低，影響制冷能力。若流量過大，未及時放完熱量的載冷劑再回到冷端換熱器中，則會提高冷端溫度，使得制冷效率大大降低。

目前，主要是通過手動改變載冷劑的流量來觀察冷端流出的載冷劑的溫度，從而確定最佳的流量。但這樣做，不僅耗時耗力，且調節精確度和調節效率均較低。

發明內容

本發明的目的是提供一種磁制冷機及其載冷劑流量控制方法和控制裝置，以實現對磁制冷機中載冷劑流量的自動、快速、準確控制。

為實現上述發明目的，本發明提供的載冷劑流量控制方法采用下述技術方案予以實現：

一種磁制冷機的載冷劑流量控制方法，所述磁制冷機包括有磁場系統、設置在所述磁場系統內部的磁制冷床、填充在所述磁制冷床中的磁工質、冷端換熱器、熱端換熱器、在磁制冷機中流動的載冷劑及為載冷劑提供動力的驅動裝置，所述冷端換熱器和所述熱端換熱器分別與所述磁工質的冷端和熱端連接，所述方法包括下述步驟：

對磁制冷機冷端載冷劑的溫度進行實時采樣，獲得溫度采樣值；

根據所述溫度采樣值計算溫度的變化；

將所述溫度的變化乘以比例系數，作為載冷劑速度的變化；

將所述速度的變化與速度修正值相加，獲得實際速度；

控制所述載冷劑驅動裝置以所述實際速度旋轉，驅動載冷劑流動，實現對載冷劑流量的控制；

其中，所述比例系數和所述速度修正值為常數。

如上所述的控制方法，所述溫度的變化可以為所述溫度采樣值與室溫之間的溫差?；蛘?，所述溫度的變化為采樣時間內的溫度變化率，所述速度的變化為所述采樣時間內的速度變化率。

如上所述的控制方法，在檢測冷端載冷劑溫度時，優選在所述冷端換熱器上設置溫度傳感器，將所述溫度傳感器檢測的溫度作為所述冷端載冷劑的溫度。

優選的，所述溫度傳感器為紅外溫度傳感器。

更優選的，所述紅外溫度傳感器為多個，分散設置在所述冷端換熱器上；而且，所述冷端載冷劑的溫度為多個所述紅外溫度傳感器所檢測的溫度值的加權平均值。

為實現前述發明目的，本發明提供的流量控制裝置采用下述技術方案予以實現：

一種磁制冷機的載冷劑流量控制裝置，所述磁制冷機包括有磁場系統、設置在所述磁場系統內部的磁制冷床、填充在所述磁制冷床中的磁工質、冷端換熱器、熱端換熱器、在磁制冷機中流動的載冷劑及為載冷劑提供動力的驅動裝置，所述冷端換熱器和所述熱端換熱器分別與所述磁工質的冷端和熱端連接，所述裝置還包括：

溫度采集單元，用于對磁制冷機冷端載冷劑的溫度進行實時采樣，獲得溫度采樣值；

溫度變化計算單元，與所述溫度采集單元相連接，用于根據所述溫度采樣值計算溫度的變化；

載冷劑實際速度計算單元，與所述溫度變化計算單元相連接，用于將所述溫度的變化乘以比例系數，作為載冷劑速度的變化，并將所述速度的變化與速度修正值相加，獲得實際速度；

速度控制單元，與所述載冷劑實際速度計算單元及所述載冷劑驅動裝置相連接，用于控制所述載冷劑驅動裝置以所述實際速度旋轉，驅動載冷劑流動。

如上所述的控制裝置，所述溫度的變化為所述溫度采樣值與室溫之間的溫差；或者，所述溫度的變化為采樣時間內的溫度變化率，此時，所述速度的變化為所述采樣時間內的速度變化率。