[实用新型]一种蓄冷器和磁制冷系统

说明书

本实用新型提供一种蓄冷器和磁制冷系统，蓄冷器包括：分隔的第一腔室和第二腔室，第一腔室和第二腔室中均设置有磁工质，且第一腔室的一端连通设置有第一进口、另一端连通设置有第一出口，第二腔室的一端连通设置有第二进口、另一端连通设置有第二出口，蓄冷器能够设置于磁制冷系统中、使得蓄冷器加磁时换热流体只从第一进口进入第一腔室中而被加热、而后第一出口流出，蓄冷器去磁时换热流体只从第二进口进入第二腔室中而被降温、而后从第二出口流出。通过本实用新型提供了两个流动方向相反用于不同的加磁和去磁的独立的流路和腔室，解决蓄冷器会滞留体积并且反向流动的问题，有效地提高了换热效率；并且简化了管路并降低了成本。

技术领域

本实用新型属于磁制冷技术领域，具体涉及一种蓄冷器和磁制冷系统。

背景技术

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。

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，磁制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。

一个完整的蓄冷器循环包括4个过程：(1)加磁:装有磁工质的回热器进入磁场空间；(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，并放出热量；(3)去磁:装有磁工质的回热器退出磁场空间；(4)冷流动：流体从热端换热器流过回热器到冷端换热器，并从冷端换热器吸收热量。连续上述过程就可以实现制冷。

但是磁制冷系统中管路、蓄冷器中会存在滞留体积的问题：热流动结束后管路、蓄冷器中会存在滞留体积，这些滞留体积温度较高，在冷流动过程开始时，这些流体反向流入冷端换热器，向冷端换热器释放热量；冷流动结束后，管路、蓄冷器中存在温度较低的流体，这些流体本应流向冷端换热器吸收热量，在热流动开始时刻，这些流体反向流入热端换热器，这会降低系统制冷量。

为解决管路中的滞留体积，申请号201811582894.4的专利中提出了如图1所示的磁制冷样机系统流路图，系统包括磁装置、蓄冷器、冷端换热器、热端换热器、单向阀、流体、活塞。其中11、12为蓄冷器，蓄冷器是填充磁工质的容器，磁工质以颗粒状、片状或粉末状填充在蓄冷器中，蓄冷器11、12形状相同，都拥有一个开口，一个入口，磁工质在蓄冷器中不分层；21、22为活塞杆，21推动流体向上流动，22推动流体向下流动。31、32冷端换热器，流体从包含去磁的磁工质蓄冷器流出之后，进入冷端换热器，吸收冷端换热器热量，从而制冷。41、42为热端换热器，流体吸收磁工质热量，并将热量传递给热端换热器。51、52、61、62、71、72为单向阀，其作用是限定流体的流向。

该样机的循环包括两个过程，过程1：杆21推动流体向上流动，流体经过单向阀51，流入蓄冷器11，流体释放热量给蓄冷器11，流体温度降低，之后经单项阀61流入冷端换热器，并吸收冷端换热器的热量，然后流入蓄冷器12，流体温度升高，进入热端换热器41，释放热量给冷端换热器41，最后经单向阀71流回活塞。

过程2：杆22推动流体向下流动，流体经过单向阀52，流入蓄冷器12，流体释放热量给蓄冷器12，流体温度降低，之后经单项阀62流入冷端换热器，并吸收冷端换热器的热量，然后流入蓄冷器11，流体温度升高，进入热端换热器42，释放热量给冷端换热器42，最后经单向阀72流回活塞。

虽然这种流路可以解决系统中管路的滞留体积反向流动的问题，但蓄冷器仍会存在滞留体积反向流动的问题。而且这个系统的流路复杂，单向阀数量较多。而且现有蓄冷器中的磁工质会存在磁工质加磁与去磁的温度显著偏离居里温度的问题，导致磁热效应变弱，从而降低制冷量。