本发明公开了一种多列多级并联式磁制冷机,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。本发明还公开了一种多列多级并联式磁制冷机的热交换方法。本发明实现了磁热效应最大化,大大提高了磁制冷工作效率。
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,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;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、第四电磁阀之间的管路与隔膜水泵、第五电磁阀之间的管路相连接;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;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;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,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。
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,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。
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,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。
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,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。
6.如权利要求1-5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,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; 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。
7.如权利要求6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。
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