[发明专利]双列多级串联式双磁场磁制冷机及其热交换方法

权利要求书

1.一种双列多级串联式双磁场磁制冷机，其特征在于，包括：制冷仓、循环系统、换热系统；制冷仓包括：磁场系统、第一工质床、第二工质床；磁场系统包括多个双磁场单体，同一组双磁场单体之间留有间隙，双磁场单体分成两组，分别套装在第一工质床和第二工质床的外侧，第一工质床和第二工质床为密闭结构；双磁场单体为二级磁场，包括：外磁轭钢筒、外磁体、内磁轭钢筒、内磁体；外磁体固定在外磁轭钢筒的内壁上，内磁体固定在内磁轭钢筒的内壁上；内磁轭钢筒套装在外磁轭钢筒内部；内磁轭钢筒安装在第一支撑座上，外磁轭钢筒安装在第二支撑座上，第一支撑座上、第二支撑座固定在制冷仓内，内磁轭钢筒或者外磁轭钢筒连接有电机和减速机；循环系统包括：可编程控制器、真空压力表、隔膜水泵、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀；第一电磁阀、第三电磁阀串联，两端通过管路分别连接第一工质床、第二工质床；第二电磁阀、第四电磁阀串联，两端通过管路分别连接第一工质床、第二工质床；隔膜水泵、第五电磁阀串联，两端分别连接在换热器一端，换热器的另一端连接在第一电磁阀、第三电磁阀之间的管路上；第二电磁阀、第四电磁阀之间，隔膜水泵、第五电磁阀之间，通过管路相连接；换热系统包括：换热器、蓄冷器，蓄冷器两端通过管路分别连接第一工质床、第二工质床。

2.如权利要求1所述的双列多级串联式双磁场磁制冷机，其特征在于，工质床两端焊接有法兰，法兰安装有过滤网，法兰的外侧连接有支撑板，支撑板的底部固定在制冷仓上。

3.如权利要求1所述的双列多级串联式双磁场磁制冷机，其特征在于，磁工质为稀土金属丝或者稀土金属合金丝，直径为0.1mm-1mm。

4.如权利要求1所述的双列多级串联式双磁场磁制冷机，其特征在于，制冷仓内部设置有用于控制制冷仓的起始温度的二极管制冷片，二极管制冷片带有温度传感器；换热器、蓄冷器设置有薄膜铂电阻，薄膜铂电阻用于记录温度变化。

5.如权利要求1所述的双列多级串联式双磁场磁制冷机，其特征在于，管路上设置有真空压力表，工质床、管路、换热器、蓄冷器充满换热流体，蓄冷器外部设置有制冷箱体。

6.如权利要求1所述的双列多级串联式双磁场磁制冷机，其特征在于，可编程控制器分别通过信号线连接隔膜水泵、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀，用于控制启停；可编程控制器通过导线连接电机，用于控制电机的转动方向和动作频率；换热器、蓄冷器设置有薄膜铂电阻，可编程控制器通过导线连接真空压力表、温度传感器、薄膜铂电阻，用于采集数据。

7.如权利要求1所述的双列多级串联式双磁场磁制冷机，其特征在于，第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀选用直导式电磁阀。

8.如权利要求1～7任一项所述的双列多级串联式双磁场磁制冷机的热交换方法，其特征在于，当需要第二工质床制冷，第一工质床制热时，可编程控制器启动电机，电机和减速机带动第二工质床制冷，第一工质床外侧的内磁轭钢筒转动，第二工质床的磁工质退磁，磁工质降温；第一工质床的磁工质充磁，磁工质温度升高；可编程控制器启动隔膜水泵，将第一电磁阀和第四电磁阀打开，第二电磁阀、第三电磁阀和第五电磁阀阀关闭；换热流体经过隔膜泵的驱动，使换热流体从第四电磁阀进入第二工质床；经第二工质床的磁工质降温后的换热流体进入第一工质床，第一工质床的磁工质加热后的换热流体经第一电磁阀进入换热器31，换热流体回流到隔膜泵，完成热交换。

9.如权利要求8所述的双列多级串联式双磁场磁制冷机的热交换方法，其特征在于，当需要第二工质床制热，第一工质床制冷时，第二工质床的磁工质充磁，磁工质温度升高；第一工质床的磁工质退磁，在退磁作用下磁工质温度降低；打开第二电磁阀和第三电磁阀，第一电磁阀、第四电磁阀和第五电磁阀关闭；换热流体经过隔膜泵的驱动，使换热流体从第二电磁阀进入第一工质床；经第一工质床的磁工质降温后的换热流体进入第二工质床，第二工质床的磁工质加热后的换热流体经第三电磁阀进入换热器。

10.如权利要求8所述的双列多级串联式双磁场磁制冷机的热交换方法，其特征在于，通过外磁体、内磁体的磁场叠加或者通过改变磁工质所处的磁场位置，实现充磁或者退磁。