温控多段式回热器及其磁制冷机的制作方法

本技术属于室温磁制冷，具体涉及一种温控多段式回热器及其磁制冷机。

背景技术：

1、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，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，随着偏离居里温度，其磁热效应值逐渐减小。磁制冷材料在其居里温度附近的一段温度范围内表现出较强的磁热效应，通常称其为半峰宽区域，有些磁制冷材料具有较宽的半峰宽，而有些材料具有较窄的半峰宽，因此不同材料的使用条件不同。目前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。

2、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，通过磁场系统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。液体分配器简称分液器，是实现多通路均匀供液的部件，分液器的结构有离心式、节流式和文丘式三种类型。目前，室温磁制冷机通过周期性控制流体分配器实现amr技术，控制不精确，往往会造成温度偏离居里温度附近较远，磁制冷材料得不到最大发挥，致使室温磁制冷机制冷效率不佳。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种温控多段式回热器及其磁制冷机，在磁制冷机工作时检测回热器内部工作温度情况，通过温度传感器反馈温度信息来调整换热流体流向、流速，实现磁制冷过程精确控制，有效提高了磁制冷机工作效率和性能。

2、为达到上述目的，本实用新型使用的技术解决方案是：

3、温控多段式回热器，包括：多个磁制冷工质段和多个温度传感器，多个磁制冷工质段依次相连接并连通，最外侧两个磁制冷工质段的两端分别设置有温度传感器，相邻的两个磁制冷工质段之间设置有温度传感器；最外侧两个磁制冷工质段两端分别设置有冷端接口、热端接口，磁制冷工质段内部填充有磁制冷工质。

4、进一步，包括至少两个磁制冷工质段，至少三个温度传感器。

5、进一步，多个磁制冷工质段内磁制冷工质由不同居里温度的磁制冷材料依居里温度升序或降序串联排布。

6、进一步，多个磁制冷工质段内磁制冷工质的居里温度间隔相等，长度相等。

7、磁制冷机，包括：磁体、冷端换热器、热端换热器、流体分配器、控制器；磁体设置有磁场空间，冷端换热器通过管路连接在温控多段式回热器的冷端接口与流体分配器之间，热端换热器通过管路连接在温控多段式回热器的热端接口与流体分配器之间；控制器通过信号线分别连接多个温度传感器与流体分配器。

8、优选的，流体分配器的内腔分隔为冷流体腔、热流体腔，冷流体腔设置有冷腔接口，热流体腔设置有热腔接口；冷端换热器通过管路连接在冷端接口、冷腔接口之间，热端换热器通过管路连接在热端接口、热腔接口之间。

9、优选的，冷端换热器、热端换热器设置有温度传感器，分别通过信号线连接控制器。

10、本实用新型技术效果包括：

11、本实用新型在多段磁制冷工质段之间嵌入温度传感器，磁制冷机工作时通过温度传感器反馈温度信息来检测回热器内部工作温度情况，调整换热流体流向、流速，实现磁制冷过程精确控制，有效提高了磁制冷机工作效率和性能。

12、本实用新型通过在磁制冷工质段之间嵌入温度传感器，实现温度检测，并将检测信息反馈到控制器，在磁制冷机稳定运行过程中，当检测到磁制冷工质段的工作温度区出现异常偏离时可以逐步调整，通过流体分配器调整换热流体的流向和/或流量，使其逐步回归到正常温度区间，达到磁制冷工质高效利用，充分利用每一段磁制冷工质的最佳性能，实现磁制冷机整机高效运行。

技术特征：

1.一种温控多段式回热器，其特征在于，包括：多个磁制冷工质段和多个温度传感器，多个磁制冷工质段依次相连接并连通，最外侧两个磁制冷工质段的两端分别设置有温度传感器，相邻的两个磁制冷工质段之间设置有温度传感器；最外侧两个磁制冷工质段两端分别设置有冷端接口、热端接口，磁制冷工质段内部填充有磁制冷工质。

2.如权利要求1所述的温控多段式回热器，其特征在于，包括至少两个磁制冷工质段，至少三个温度传感器。

3.如权利要求1所述的温控多段式回热器，其特征在于，多个磁制冷工质段内磁制冷工质由不同居里温度的磁制冷材料依居里温度升序或降序串联排布。

4.如权利要求3所述的温控多段式回热器，其特征在于，多个磁制冷工质段内磁制冷工质的居里温度间隔相等，长度相等。

5.一种使用权利要求1所述的温控多段式回热器的磁制冷机，其特征在于，还包括：磁体、冷端换热器、热端换热器、流体分配器、控制器；磁体设置有磁场空间，冷端换热器通过管路连接在温控多段式回热器的冷端接口与流体分配器之间，热端换热器通过管路连接在温控多段式回热器的热端接口与流体分配器之间；控制器通过信号线分别连接多个温度传感器与流体分配器。

6.如权利要求5所述的磁制冷机，其特征在于，流体分配器的内腔分隔为冷流体腔、热流体腔，冷流体腔设置有冷腔接口，热流体腔设置有热腔接口；冷端换热器通过管路连接在冷端接口、冷腔接口之间，热端换热器通过管路连接在热端接口、热腔接口之间。

7.如权利要求5所述的磁制冷机，其特征在于，冷端换热器、热端换热器设置有温度传感器，分别通过信号线连接控制器。

技术总结
本技术公开了一种温控多段式回热器及其磁制冷机，其中，温控多段式回热器包括：多个磁制冷工质段和多个温度传感器，多个磁制冷工质段依次相连接并连通，最外侧两个磁制冷工质段的两端分别设置有温度传感器，相邻的两个磁制冷工质段之间设置有温度传感器；最外侧两个磁制冷工质段两端分别设置有冷端接口、热端接口，磁制冷工质段内部填充有磁制冷工质。本技术在磁制冷机工作时检测回热器内部工作温度情况，通过温度传感器反馈温度信息来调整换热流体流向、流速，实现磁制冷过程精确控制，有效提高了磁制冷机工作效率和性能。

技术研发人员：金培育,黄焦宏,刘翠兰,张英德,程娟,李兆杰,戴默涵,王强,郭亚茹,高磊
受保护的技术使用者：包头稀土研究院
技术研发日：20221215
技术公布日：2024/1/12