[发明专利]磁热交换系统、磁热式制冷装置及热弹性冷却设备

说明书

技术领域

本发明涉及磁热技术领域，特别是一种磁热交换系统、磁热式制冷装置及热弹性冷却设备。

背景技术

磁制冷装置是一种被构造成利用磁热材料的特性的冷却设备：所述磁热材料在施加磁场时产生较高的温度且在移除磁场时提供较低的温度，这种磁热效应可以被应用在热发生器的两个端部——热端和冷端之间实施一个热梯度，在这两个阶段中用特定的过程加以连接，使磁热效应能持续发挥制冷作用。能实现上述循环过程磁热装置被称为磁制冷机。磁制冷机由于其对环境友好，被认为是能够替代传统蒸汽压缩式冷却设备的新型制冷装置，但是现有的磁热交换系统中均存在流体流动循环过程中，流经加磁床的热流体与流经去磁床的冷流体在集液器中发生混合，导致冷量利用不充分。

发明内容

为了解决上述技术问题，而提供一种能够防止热流体和冷流体混合的磁热交换系统、磁热式制冷装置及热弹性冷却设备。

一种磁热交换系统，包括流体驱动机构和至少一条换热管路，所有所述换热管路均并联于所述流体驱动机构上，且所述流体驱动机构驱动每一所述换热管路中的流体往复运动，每一所述换热管路上均设置有两个磁性相反的磁工质床、冷端换热器和热端换热器，且所述流体在所述换热管路中进行吸热和散热过程。

所述换热管路包括依次串联设置的第一换热支路、第一磁工质床、第二换热器、第二磁工质床和第三换热支路，且所述第一换热支路远离所述第一磁工质床的一端与所述流体驱动机构连通，所述第三换热支路远离所述第二磁工质床的一端与所述流体驱动机构连通，所述第一磁工质床和所述第二磁工质床的磁极相反，且所述第一磁工质床和所述第二磁工质床的磁性均随所述换热管路中的流体流动方向的变化而变化，所述第一换热支路上并联设置有与所述第一换热支路内流体流向相反的第一短接支路，所述第三换热支路上并联设置有与所述第三换热支路内流体流向相反的第三短接支路。

所述第一换热支路上设置有第一单向阀，所述第一短接支路上设置有第二单向阀，且所述第一单向阀与所述第二单向阀的内部流体的流动方向相反；所述第三换热支路上设置有第三单向阀，所述第三短接支路上设置有第四单向阀，且所述第三单向阀与所述第四单向阀的内部流体的流动方向相反。

至少两条换热管路共用一个所述第二换热器。

所述第一换热支路上设置有第一换热器，所述第三换热支路上设置有第三换热器，且所有所述换热管路的第一换热器和/或所述第三换热器均并列设置。

至少两个所述换热管路的第二换热器并列设置。

所述换热管路还包括端部换热器，所述第一换热支路和所述第三换热支路并列设置于所述端部换热器上。

所述流体驱动机构包括第一集液器和第二集液器，所述第一集液器与所述换热管路的一端连通，所述第二集液器与所述换热管路的另一端连通，且所述第一集液器和所述第二集液器的相位相反。

所述第一集液器和所述第二集液器中均设置有活塞，且所述第一集液器和所述第二集液器中的活塞的运行方向相反。

所述流体驱动机构包括活塞缸和活塞，所述活塞将所述活塞缸的内部空间分为两个容器可变的压力腔，且两个所述压力腔分别所述换热管路的两端连通。

一种磁热式制冷装置，包括上述的磁热交换系统。

一种热弹性冷却设备，包括上述的磁热交换系统。

本发明提供的磁热交换系统、磁热式制冷装置及热弹性冷却设备，通过设置第一换热支路、第三换热支路、第一短接支路和第三短接支路能够使换热管路中的热流体和冷流体分别经过不同的管路，避免了热流体和冷流体的混合，而且通过设置端部换热器和第二端部换热器能够将所有换热管路中的制冷量和制热量集中布置，简化了磁热交换系统的管路布置，增加制冷量和制热量。

附图说明

图1为本发明提供的磁热交换系统、磁热式制冷装置及热弹性冷却设备的磁热交换系统的结构示意图；

图2为本发明提供的磁热交换系统、磁热式制冷装置及热弹性冷却设备的磁热交换系统的另一结构示意图；

图3为本发明提供的磁热交换系统、磁热式制冷装置及热弹性冷却设备的磁热交换系统的另一结构示意图；

图4为本发明提供的磁热交换系统、磁热式制冷装置及热弹性冷却设备的磁热交换系统的具有端部换热器的结构示意图；

图5为本发明提供的磁热交换系统、磁热式制冷装置及热弹性冷却设备的磁热交换系统的具有端部换热器的另一结构示意图；

图6为本发明提供的磁热交换系统、磁热式制冷装置及热弹性冷却设备的磁热交换系统的流体驱动机构为活塞缸和活塞的结构示意图；