直冷式磁制冷設備的制作方法

本發明涉及制冷裝置，尤其涉及一種直冷式磁制冷設備。

背景技術：

目前，制冷設備（例如冰箱、冷柜、酒柜）是人們日常生活中常用的電器，制冷設備中通常具有制冷系統，一般情況下制冷系統由壓縮機、冷凝器和蒸發器構成，能夠實現較低溫的制冷。然而，隨著磁制冷技術的發展，采用磁制冷模塊進行制冷的制冷設備也被廣泛使用。現有技術中的磁制冷模塊通常包括熱端散熱器、冷端散熱器、熱交換液驅動泵和磁制冷組件，而磁制冷組件包括磁體和磁制冷床，磁制冷床中填充中磁工質，通過磁體對磁制冷床進行勵磁和消磁，以實現磁制冷床中的磁工質制冷和制熱。其中，在實際使用過程中，磁制冷床產生的熱量或冷量一般通過熱交換液帶出，例如：中國專利號201510932943.2公開了一種分離式熱管室溫磁制冷裝置，具體為：溶液循環泵將磁制冷機中的熱交換液輸送至蓄冷器或蓄熱器，然后，在通過熱管將熱量或冷量傳遞至外部。但是，在采用磁制冷技術進行制冷的過程中，均需要通過熱交換液來進行熱量傳遞，因此，需要額外配置溶液循環泵，這導致制冷系統管路結構復雜，并且，采用熱交換液傳遞熱量，將使得傳熱效率較低。如何設計一種傳熱效率高以提高制冷效率的磁制冷技術是本發明所要解決的技術問題。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是：提供一種直冷式磁制冷設備，實現提高磁制冷設備的傳熱效率以提高制冷效率。

本發明提供的技術方案是，一種直冷式磁制冷設備，包括保溫箱體和磁制冷組件，所述保溫箱體中設置有導熱內膽，所述磁制冷組件包括磁場系統，所述磁制冷組件還包括熱管式磁制冷床，所述熱管式磁制冷床包括熱管和磁工質，所述熱管包括管體和設置在所述管體中的吸液芯，所述熱管包括依次設置的冷凝管段、磁效應管段和蒸發管段，所述磁效應管段設置有所述磁工質；所述磁效應管段與所述冷凝管段和所述蒸發管段之間分別設置有可開關的閥門組件；所述冷凝管段貼靠在所述導熱內膽的上，所述蒸發管段位于所述保溫箱體的外部。

進一步的，所述磁工質設置在所述磁效應管段的內部。

進一步的，所述磁工質與所述吸液芯為分體式結構，所述磁工質貼靠在所述吸液芯上。

進一步的，所述磁工質與所述吸液芯為一整體式結構。

進一步的，所述磁工質為片狀結構，所述吸液芯包括多層吸液片，相鄰兩層所述吸液片之間設置有片狀的所述磁工質。

進一步的，所述磁工質為顆粒狀，所述磁工質嵌入在所述吸液芯中。

進一步的，所述磁工質為帶狀結構，所述磁工質貼在所述吸液芯上形成復合帶，所述復合帶卷繞設置在所述熱管中。

進一步的，所述閥門組件包括插片、u型導軌槽架和用于驅動所述插片往復移動的驅動機構，所述插片滑動設置在所述u型導軌槽架中并與所述u型導軌槽架動密封連接；所述管體上位于所述磁效應管段兩側的部位分別開設有插口，所述u型導軌槽架密封插在對應的所述插口中。

進一步的，所述閥門組件包括可在所述管體中轉動的閥片和設置在所述管體外部用于驅動所述閥片轉動的驅動機構。

進一步的，所述蒸發管段上設置有散熱翅片。

本發明提供的上述技術方案，通過將磁工質設置集成設置在熱管上，在熱管中的磁工質在磁場中進行勵磁和消磁處理，以實現熱管中的磁工質制冷和制熱，磁工質產生的冷量和熱量能夠快速的通過對應的冷凝管段和磁效應管段直接傳遞釋放，從而無需采用熱交換液進行熱量的傳遞，實現提高磁制冷設備的傳熱效率以提高制冷效率；而由于無需配置溶液循環泵，可以有效的簡化了制冷系統的管路結構，提高使用可靠性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明熱管組件的結構原理圖一；

圖2為本發明熱管組件的結構原理圖二；

圖3為本發明熱管組件的剖視圖；

圖4為本發明熱管組件磁工質與吸液芯的局部結構示意圖；

圖5為熱管的局部結構示意圖一；

圖6為閥門組件的結構原理圖；

圖7為熱管的局部結構示意圖二；

圖8為本發明磁制冷設備的結構原理圖一；

圖9為本發明磁制冷設備的結構原理圖二。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

如圖1-圖4所示，本實施例具有磁制冷功能的熱管組件，包括熱管1，所述熱管1包括管體11和設置在所述管體101中的吸液芯102，所述熱管1包括依次設置的冷凝管段11、磁效應管段12和蒸發管段13，所述磁效應管段12設置有磁工質103；所述磁效應管段12與所述冷凝管段11和所述蒸發管段13之間分別設置有可開關的閥門組件2。

具體而言，通過在熱管1中設置磁工質103，具有磁工質103的部分為磁效應管段12，在實際使用時，對應的將磁場系統3布置在磁效應管段12處，通過磁場系統3對磁效應管段12中的磁工質103進行勵磁和消磁處理，在此過程中，磁工質103將對應的釋放熱量和冷量，而磁工質103進行勵磁和消磁過程中，相對應的，磁效應管段12兩端部的閥門組件2對應開啟，實現冷凝管段11釋放冷量，而蒸發管段13釋放熱量，具體過程如下：如圖1所示，磁場系統3對磁工質103進行勵磁作用下，磁工質103將釋放熱量，磁效應管段12與冷凝管段11之間的閥門組件2關閉，而磁效應管段12與蒸發管段13之間的閥門組件2打開，磁效應管段12與蒸發管段13連通，蒸發管段13中的介質能夠進入到磁效應管段12中被加熱，從而通過蒸發管段13釋放熱量，此時，由于磁效應管段12與冷凝管段11之間隔斷，則冷凝管段11中的介質不受影響；如圖2所示，磁場系統3對磁工質103進行消磁作用下，磁工質103將釋放冷量，磁效應管段12與冷凝管段11之間的閥門組件2打開，而磁效應管段12與蒸發管段13之間的閥門組件2關閉，磁效應管段12與冷凝管段11連通，冷凝管段11中的介質能夠進入到磁效應管段12中被制冷，從而通過冷凝管段11釋放冷量，此時，由于磁效應管段12與蒸發管段13之間隔斷，則蒸發管段13中的介質不受影響。由上可知，由于磁工質103在磁效應管段12直接加熱或制冷熱管1中的介質，可以實現磁工質103的冷量和熱量直接有熱管1進行傳遞而無需借助額外的熱交換液，大大提高了傳熱的效率。優選的，為了確保磁工質103始終位于磁效應管段12中的吸液芯102中而不向外擴散，吸液芯102位于磁效應管段12中的部位的分別兩端部設置有過濾網104，磁工質102位于兩個所述過濾網104之間，過濾網104能夠避免磁工質103在使用過程中受熱管1內介質流動影響而向外擴散，提高使用可靠性。

進一步的，磁工質103設置在熱管1上的方式有多種，例如：磁工質103可以設置在管體101的外部，優選的，磁工質103設置在所述磁效應管段12的內部，具體的，磁工質103與所述吸液芯102為分體式結構，所述磁工質103貼靠在所述吸液芯102上，吸液芯102和磁工質103可以為套筒結構，兩者套在一起；或者，所述磁工質103與所述吸液芯102為一整體式結構，如：所述磁工質103為片狀結構，所述吸液芯102包括多層吸液片，相鄰兩層所述吸液片之間設置有片狀的所述磁工質103，或者，所述磁工質103為顆粒狀，所述磁工質103嵌入在所述吸液芯102的空隙中，或者，所述磁工質103和吸液芯102為帶狀結構，所述磁工質103貼在所述吸液芯102上形成復合帶，所述復合帶卷繞設置在所述熱管1中。

更進一步的，為了便于控制磁效應管段12兩端部的閥門組件2開關操作，如圖5-圖6所示，閥門組件2包括插片21、u型導軌槽架22和用于驅動所述插片往復移動的驅動機構23，所述插片21滑動設置在所述u型導軌槽架22中并與所述u型導軌槽架22動密封連接；所述管體11上位于所述磁效應管段12兩側的部位分別開設有插口（未圖示），所述u型導軌槽架22密封插在對應的所述插口中；閥門組件2的開關由驅動機構23帶動插片21在u型導軌槽架22中往復移動實現，而為了確保熱管1的密閉性，u型導軌槽架22密封設置在管體1中，同時，插片21與u型導軌槽架22動密封連接，以確保使用可靠性；而驅動機構23可以為電機、氣缸、或直線電機等方式。或者，如圖7所示，所述閥門組件2包括可在所述管體11中轉動的閥片21和設置在所述管體11外部用于驅動所述閥片21轉動的驅動機構22，具體的，閥片21通過轉軸采用動密封連接的方式可轉動的連接在管體11中，驅動機構22可以為電機，電機驅動轉軸轉動，以帶動閥片21轉動實現閥門組件2開關的目的。

其中，針對上述熱管可以采用如下方法進行加工成型。本發明提供的一種具有磁制冷功能的熱管組件的加工方法，包括：

步驟一、在吸液芯上設置磁工質，以形成一整體結構的復合芯體。具體的，對應磁工質的不同結構形式，步驟一的具體組裝方式不同，例如：當磁工質為片狀結構，所述吸液芯包括多層吸液，所述步驟一具體為：在相鄰兩層所述吸液片之間設置片狀的所述磁工質；或者，當磁工質為顆粒狀，所述步驟一具體為：將顆粒狀的所述磁工質嵌入在所述吸液芯的孔隙中；或者，當磁工質為帶狀結構，所述步驟一具體為：所述磁工質纏繞在所述吸液芯上；或者，當磁工質為帶狀結構，所述吸液芯呈絲網結構，所述步驟一具體為：所述磁工質貼在所述吸液芯上形成復合帶，所述復合帶卷繞形成柱狀結構。優選的，在所述復合芯體中設置兩個相對布置的過濾網，使得所述磁工質位于兩個所述過濾網之間，通過過濾網可以阻擋磁工質向外擴散而進入到冷凝管段或蒸發管段，以提高使用可靠性。

步驟二、將所述復合芯體組裝到所述管體中。具體的，復合芯體組裝到管體中后，便采用常規的熱管抽真空和封口方式進行處理。優選的，磁效應管段與所述冷凝管段和所述蒸發管段之間分別設置有閥門組件，所述閥門組件包括插片和u型導軌槽架，所述插片滑動設置在所述u型導軌槽架中并與所述u型導軌槽架動密封連接；所述步驟二具體為：在將所述復合芯體插入所述管體中后，在所述管體上位于所述磁效應管段的兩側位置分別開設有插口，將所述密封導軌架密封插在對應的所述插口中，然后，再對管體抽真空處理并封口。

本發明還提供一種磁制冷設備，如圖8所示，磁制冷設備包括保溫箱體100和磁制冷組件200，所述磁制冷組件200包括用于勵磁和消磁的磁場系統，磁制冷組件還包括上述具有磁制冷功能的熱管組件，所述具有磁制冷功能的熱管組件中的磁效應管段位于所述磁場系統中，所述具有磁制冷功能的熱管組件中的冷凝管段11用于向所述保溫箱體100釋放冷量。具體的，磁效應管段中的磁工質產生的冷量通過冷凝管段11傳遞到保溫箱體100中進行制冷，而磁工質產生的熱量通過蒸發管段13釋放到保溫箱體100的外部。其中，磁制冷設備可以為直冷式制冷或風冷式制冷，如圖8所示的為直冷式磁制冷設備，保溫箱體100中設置有導熱內膽（未圖示），所述冷凝管段11貼靠在所述導熱內膽的上，所述蒸發管段13位于所述保溫箱體100的外部。如圖9所示的為風冷式磁制冷設備，所述保溫箱體100中設置有風道（未圖示），所述風道中設置有第一風機，所述冷凝管段設置在所述風道中并位于所述第一風機的出風側，所述蒸發管段位于所述保溫箱體的外部，其中，風道和風機可以采用常規風冷式制冷設備的技術方案，在此不再贅述，而為了提高風冷效率，冷凝管段11上設置有第一散熱翅片（未標記），所述第一散熱翅片的表面與所述第一風機的出風方向平行。同樣的，為了提高散熱效率，所述蒸發管段13上設置有第二散熱翅片（未標記），所述保溫箱體100上設置有用于對所述蒸發管段13吹風散熱的第二風機。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。