[发明专利]室温磁制冷机用分层回热器、室温磁制冷机及换热方法

说明书

本发明公开了一种室温磁制冷机用分层回热器，包括：回热器本体、磁制冷工质，磁制冷工质设置在在回热器本体的内腔，磁制冷工质将内腔分为第一内腔、第二内腔；回热器本体的左端设置有热入口、冷出口，热入口连通第一内腔，冷出口连通第二内腔；回热器本体右端设置有热出口、冷入口，热出口连通第一内腔，冷入口连通第二内腔。本发明还公开了一种室温磁制冷机和室温磁制冷机换热方法。本发明利用磁制冷工质及密封件将回热器分成两部分，将内部换热流体的热循环和冷循环完全分开，有效提高了制冷效果。

技术领域

本发明属于室温磁制冷技术领域，具体涉及一种室温磁制冷机用分层回热器、室温磁制冷机及换热方法。

背景技术

室温磁制冷是一种固态制冷技术，是一种新型制冷技术。随着新材料新技术的发展，最近十几年，室温磁制冷技术开发受到普遍重视，并且取得长足进展。室温磁制冷技术符合当今可持续发展的时代要求，被认为是一种有希望取代传统制冷技术的绿色制冷技术。室温磁制冷技术是利用磁制冷材料的磁热效应实现制冷的技术，根据磁热效应原理，磁制冷材料在变化的磁场作用下，会产生升温或降温的现象，磁制冷材料的磁热效应在其居里温度附近达到最大值。

室温磁制冷机通常由磁场系统、回热器、热交换器、换热流体及驱动器等组成，其中回热器是室温磁制冷机的关键部件之一。室温磁制冷机通常采用主动式再生回热(AMR)技术实现制冷，该技术要求换热流体分别在填充磁制冷材料的回热器磁化和退磁时进行正向和反向流经其中，以在回热器内部磁制冷工质中形成一定的温度梯度，这样在回热器两端形成高温端和低温端，两端形成较大的温差，同时使换热流体在两端也形成较大温差，可以实现制冷。通过磁场对回热器周期性磁化与退磁并配合换热流体往复流动，在回热器内部形成温度梯度，在回热器两端形成高温端和低温端，实现制冷。

起初，室温磁制冷机回热器两端各有一个出入口，热循环和冷循环均流经同一个出入口，换热流体呈混合流动状态；之后，提出回热器两端各有两个端口，分别进行冷循环和热循环，此时，虽然在回热器外部冷循环和热循环分开，但在回热器内部换热流体仍处于混合状态。虽然将回热器两端各设置两个出入口并将它们分为冷流口和热流口并流向固定，同时将外部冷流循和热流循环也分开，提高了制冷效果。但在回热器内部换热流体仍存在混合的现象，对制冷效果有一定影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种室温磁制冷机用分层回热器、室温磁制冷机及换热方法，利用磁制冷工质及密封件将回热器分成两部分，将内部换热流体的热循环和冷循环完全分开，有效提高了制冷效果。

为达到上述目的，本发明使用的技术解决方案是：

室温磁制冷机用分层回热器，包括：回热器本体、磁制冷工质，磁制冷工质设置在在回热器本体的内腔，磁制冷工质将内腔分为第一内腔、第二内腔；回热器本体的左端设置有热入口、冷出口，热入口连通第一内腔，冷出口连通第二内腔；回热器本体右端设置有热出口、冷入口，热出口连通第一内腔，冷入口连通第二内腔。

进一步，回热器本体的外形为圆筒形或者方筒形，磁制冷工质的形状为平板形、梳齿形、锯齿形或者方波形。

室温磁制冷机，包括：回热器本体、磁制冷工质、磁体、电磁阀、第一驱动泵、第二驱动泵、冷端换热器、热端换热器、缓冲器；磁制冷工质设置在在回热器本体的内腔，磁制冷工质将内腔分为第一内腔、第二内腔；回热器本体的左端设置有热入口、冷出口，热入口连通第一内腔，冷出口连通第二内腔；回热器本体右端设置有热出口、冷入口，热出口连通第一内腔，冷入口连通第二内腔；磁体中部轴向设置有磁场空腔，回热器本体安装在磁场空腔内，热入口、冷出口、热出口、冷入口分别设置有电磁阀；冷端换热器的输入口、输出口通过管路分别连接冷出口、热入口，第一驱动泵设置在冷端换热器的输入口；热端换热器的输入口、输出口通过管路分别连接热出口、冷入口，第二驱动泵设置在热端换热器的输入口；冷端换热器、热端换热器的输出口分别设置有缓冲器。

室温磁制冷机的换热方法，包括：