[發明專利]室溫磁制冷機用分層回熱器、室溫磁制冷機及換熱方法

在審

• 申請號: 202211618799.1
• 申請日: 2022-12-15
• 公開（公告）號: CN116164434A
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 金培育;黃焦宏;劉翠蘭;張英德;程娟;李兆杰;戴默涵;王強;郭亞茹;高磊
• 申請（專利權）人: 包頭稀土研究院
• 主分類號: F25B21/02
• 分類號: F25B21/02;F25B41/40;F25B40/06
• 代理公司: 北京康盛知識產權代理有限公司 11331
• 代理人: 張良

本發明公開了一種室溫磁制冷機用分層回熱器，包括：回熱器本體、磁制冷工質，磁制冷工質設置在在回熱器本體的內腔，磁制冷工質將內腔分為第一內腔、第二內腔；回熱器本體的左端設置有熱入口、冷出口，熱入口連通第一內腔，冷出口連通第二內腔；回熱器本體右端設置有熱出口、冷入口，熱出口連通第一內腔，冷入口連通第二內腔。本發明還公開了一種室溫磁制冷機和室溫磁制冷機換熱方法。本發明利用磁制冷工質及密封件將回熱器分成兩部分，將內部換熱流體的熱循環和冷循環完全分開，有效提高了制冷效果。

技術領域

本發明屬于室溫磁制冷技術領域，具體涉及一種室溫磁制冷機用分層回熱器、室溫磁制冷機及換熱方法。

背景技術

室溫磁制冷是一種固態制冷技術，是一種新型制冷技術。隨著新材料新技術的發展，最近十幾年，室溫磁制冷技術開發受到普遍重視，并且取得長足進展。室溫磁制冷技術符合當今可持續發展的時代要求，被認為是一種有希望取代傳統制冷技術的綠色制冷技術。室溫磁制冷技術是利用磁制冷材料的磁熱效應實現制冷的技術，根據磁熱效應原理，磁制冷材料在變化的磁場作用下，會產生升溫或降溫的現象，磁制冷材料的磁熱效應在其居里溫度附近達到最大值。

室溫磁制冷機通常由磁場系統、回熱器、熱交換器、換熱流體及驅動器等組成，其中回熱器是室溫磁制冷機的關鍵部件之一。室溫磁制冷機通常采用主動式再生回熱(AMR)技術實現制冷，該技術要求換熱流體分別在填充磁制冷材料的回熱器磁化和退磁時進行正向和反向流經其中，以在回熱器內部磁制冷工質中形成一定的溫度梯度，這樣在回熱器兩端形成高溫端和低溫端，兩端形成較大的溫差，同時使換熱流體在兩端也形成較大溫差，可以實現制冷。通過磁場對回熱器周期性磁化與退磁并配合換熱流體往復流動，在回熱器內部形成溫度梯度，在回熱器兩端形成高溫端和低溫端，實現制冷。

起初，室溫磁制冷機回熱器兩端各有一個出入口，熱循環和冷循環均流經同一個出入口，換熱流體呈混合流動狀態；之后，提出回熱器兩端各有兩個端口，分別進行冷循環和熱循環，此時，雖然在回熱器外部冷循環和熱循環分開，但在回熱器內部換熱流體仍處于混合狀態。雖然將回熱器兩端各設置兩個出入口并將它們分為冷流口和熱流口并流向固定，同時將外部冷流循和熱流循環也分開，提高了制冷效果。但在回熱器內部換熱流體仍存在混合的現象，對制冷效果有一定影響。

發明內容

本發明的目的在于提供一種室溫磁制冷機用分層回熱器、室溫磁制冷機及換熱方法，利用磁制冷工質及密封件將回熱器分成兩部分，將內部換熱流體的熱循環和冷循環完全分開，有效提高了制冷效果。

為達到上述目的，本發明使用的技術解決方案是：

室溫磁制冷機用分層回熱器，包括：回熱器本體、磁制冷工質，磁制冷工質設置在在回熱器本體的內腔，磁制冷工質將內腔分為第一內腔、第二內腔；回熱器本體的左端設置有熱入口、冷出口，熱入口連通第一內腔，冷出口連通第二內腔；回熱器本體右端設置有熱出口、冷入口，熱出口連通第一內腔，冷入口連通第二內腔。

進一步，回熱器本體的外形為圓筒形或者方筒形，磁制冷工質的形狀為平板形、梳齒形、鋸齒形或者方波形。

室溫磁制冷機，包括：回熱器本體、磁制冷工質、磁體、電磁閥、第一驅動泵、第二驅動泵、冷端換熱器、熱端換熱器、緩沖器；磁制冷工質設置在在回熱器本體的內腔，磁制冷工質將內腔分為第一內腔、第二內腔；回熱器本體的左端設置有熱入口、冷出口，熱入口連通第一內腔，冷出口連通第二內腔；回熱器本體右端設置有熱出口、冷入口，熱出口連通第一內腔，冷入口連通第二內腔；磁體中部軸向設置有磁場空腔，回熱器本體安裝在磁場空腔內，熱入口、冷出口、熱出口、冷入口分別設置有電磁閥；冷端換熱器的輸入口、輸出口通過管路分別連接冷出口、熱入口，第一驅動泵設置在冷端換熱器的輸入口；熱端換熱器的輸入口、輸出口通過管路分別連接熱出口、冷入口，第二驅動泵設置在熱端換熱器的輸入口；冷端換熱器、熱端換熱器的輸出口分別設置有緩沖器。

室溫磁制冷機的換熱方法，包括：