[发明专利]多列多级并联式磁制冷机及其热交换方法

权利要求书

1.一种多列多级并联式磁制冷机，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、工质床、动力装置，磁场系统包括多个磁场单体，工质床包括：第一工质床、第二工质床、第三工质床、第四工质床，第一工质床、第二工质床通过管路相并联组成第一工质床分组，第三工质床、第四工质床通过管路相并联组成第二工质床分组；第一工质床、第二工质床、第三工质床、第四工质床的外侧分别安装有一组磁场单体，磁场单体之间留有间隙；每组磁场单体固定在一个底座上，底座设有齿轮槽，第一工质床、第二工质床、第三工质床、第四工质床底部分别设置有底座；动力装置包括：电机、减速机和齿轮，齿轮与齿轮槽相啮合；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、第三电磁阀相串联，两端通过管路分别连接第一工质床分组、第二工质床分组；第二电磁阀、第四电磁阀相串联，两端通过管路分别连接第一工质床分组、第二工质床分组；隔膜水泵、第五电磁阀相串联，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分组、第二工质床分组。

2.如权利要求1所述的多列多级并联式磁制冷机，其特征在于，工质床为密闭结构，两端螺纹连接有法兰连接，法兰安装有过滤网；法兰的外侧利用螺栓连接有支撑板，支撑板的底部固定在制冷仓上。

3.如权利要求1所述的多列多级并联式磁制冷机，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所述的多列多级并联式磁制冷机，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所述的多列多级并联式磁制冷机，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所述的多列多级并联式磁制冷机，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，以控制磁工质进入或者退出磁场的时机；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所述的多列多级并联式磁制冷机，其特征在于，第一工质床分组上磁场单体的排列位置相同，磁场大小相同方向一致；第二工质床分组上磁场单体的排列位置相同，磁场大小相同方向一致。

8.如权利要求1所述的多列多级并联式磁制冷机，其特征在于，工质床为密闭结构，多个磁工质分别固定在第一工质床、第二工质床、第三工质床、第四工质床内部，多个磁工质之间留有间隙。

9.如权利要求1～8任一项所述的多列多级并联式磁制冷机的热交换方法，其特征在于，包括：

当第二工质床分组制冷，第一工质床分组制热时，可编程控制器控制第一工质床分组、第二工质床分组对应的电机启动，减速机和齿轮配合，减速机和齿轮配合，带动第二工质床分组上的磁场单体移动，第二工质床分组的磁工质的相对位置由磁场位置移动到间隙位置，在退磁作用下磁工质温度降低；第一工质床分组的磁工质16的相对位置由间隙位置移动到磁场位置，在充磁作用下，磁工质16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分组的第三工质床、第四工质床；降温后的换热流体进入第一工质床分组的第一工质床、第二工质床，加热后的换热流体经第一电磁阀进入换热器，换热流体回流到隔膜泵，完成热交换。

10.如权利要求9所述的多列多级并联式磁制冷机的热交换方法，其特征在于，当第二工质床分组制热，第一工质床分组制冷时，第二工质床分组的磁工质的相对位置由间隙位置移动到磁场位置，在充磁作用下，磁工质温度升高；第一工质床分组的磁工质的相对位置由磁场位置移动到间隙位置，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分组的第一工质床、第二工质床；降温后的换热流体进入第二工质床分组的第三工质床、第四工质床，加热后的换热流体经第三电磁阀进入换热器，换热流体回流到隔膜泵，完成热交换。