[发明专利]蓄冷器、蓄冷装置以及磁制冷系统

说明书

本申请提供了一种蓄冷器、蓄冷装置以及磁制冷系统。该蓄冷器包括壳体，壳体上设置有两个接头，接头能够与管路连接；壳体内形成有内腔和内流道，内腔用于容纳磁热材料，内流道上设置有两个第一挡板和两个第二挡板，第一挡板用于控制与其在同一侧的接头是否与内流道连通，第二挡板用于控制相邻蓄冷器的两个内流道是否连通。利用该蓄冷器，该蓄冷器包括挡板用于控制换热流体的流动方向，有利于磁制冷系统变换不同的制冷模块组合，从而有利于实现磁制冷系统不同换热形式的切换，继而有利于调节磁制冷系统的制冷能力。

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，尤其涉及一种蓄冷器、蓄冷装置以及磁制冷系统。

背景技术

目前主流的制冷技术为蒸汽压缩，其对环境有着不良影响。因此，人们逐渐把视线转移到其他绿色新型制冷技术的应用中。磁制冷技术具有环保、节能的特点，无疑具备显而易见的优势。现今，磁制冷技术由于其伴随着巨大的商业潜力而越来越受到各国研究机构的重视。相关的实验研究也在各高校及科研机构中竞相开展。磁制冷技术的研究热点主要在磁工质材料、磁制冷机的结构以及换热系统的开发上。

磁制冷技术是利用磁热材料的磁热效应来产生制冷效果。对磁热材料反复地进行加磁、去磁，磁热材料内部的磁熵会不断地减小、增大，对外界表现为放热、吸热。当外磁场增大时，磁热材料被加磁，其磁熵减小，向外界放出热量。而当移除外磁场时，磁热材料去磁，其磁熵增大，从外界吸热。理论上，在相同条件下，磁熵的变化越大，其换热量也越大。利用磁热材料的这个特点，可在换热系统中引入换热流体，将磁热材料产生的热量、冷量带走。不断重复上述过程，并用特定的循环流路使其连接，以构成热交换组件，从而实现连续制冷。

磁制冷系统通常包括磁热材料、磁场组件、换热流体、蓄冷器、驱动机构以及热交换组件。磁场组件用于反复给磁热材料加磁、去磁。蓄冷器内装有磁热材料，换热流体与磁热材料在蓄冷器内进行热量转换。热交换组件用于实现换热流体与外界环境以及换热流体与待冷却空间之间的热量交换。驱动机构是磁制冷系统的动力源，用于实现磁场组件和蓄冷器的相对运动，或者驱动换热流体流动。

磁制冷系统的循环运行周期一般分为四个阶段，分别为：加磁阶段、热流动阶段、去磁阶段、冷流动阶段。这四个阶段为一个周期，磁制冷机以此周期循环运行。在加磁阶段，磁体给磁热材料施加磁场，磁热材料磁熵减小，向外释放热量，温度上升。在后续的热流动阶段，蓄冷器内通以换热流体，换热流体带走磁热材料产生的热量，使得磁热材料温度下降。在随后的去磁阶段，移除磁场，磁热材料因去磁而磁熵增大，需要从外界吸收热量，温度下降。在最后的冷流动阶段，再次向蓄冷器内通以换热流体，让磁热材料冷却换热流体，使得换热流体温度下降，磁制冷系统再将此换热流体传递至冷端换热器中，用以实现制冷。

通常情况下，磁制冷系统中的冷流体是指吸收了去磁过程中磁热材料冷量的换热流体；相应地，热流体是指吸收了加磁过程中磁热材料热量的换热流体。

居里温度是磁热材料的特征属性，是指磁热材料由铁磁性转变为顺磁性时的临界温度，在磁热材料加工制作完成后，其居里温度即已固定。相同磁场条件下，磁热材料在居里温度处的磁熵变化最大，磁热效应也最大。因此，室温磁制冷系统中的磁热材料的居里温度应接近其工作温度。

磁制冷系统的实际工作性能与系统内蓄冷器的数量和系统形式密切相关，不同蓄冷器的数量必然导致磁制冷系统的组成形式存在较大差异。然而目前的磁制冷系统由于涉及结构尚不成熟，其样机形式也并不统一，且磁制冷系统涉及磁场组件、蓄冷器、驱动机构以及热交换组件等，器件较为复杂。磁制冷系统安装完成后不宜反复拆卸，故而蓄冷器在安装后其结构固定，导致换热系统形式也随之固定，在运行过程中不易改变，导致磁制冷系统的制冷能力不易调节。

发明内容

针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种蓄冷器、蓄冷装置以及磁制冷系统。该蓄冷器包括挡板，用于控制换热流体的流动方向，有利于磁制冷系统变换不同的制冷模块组合，从而有利于实现磁制冷系统不同换热形式的切换，继而有利于调节磁制冷系统的制冷能力。