[實用新型]磁制冷器件和包括其的磁制冷裝置

有效

• 申請號: 201721501809.8
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN207407545U
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: 王利晨;賀淑莉;鄭新奇;許志一;俞翔
• 申請（專利權）人: 首都師范大學
• 主分類號: F25B21/00
• 分類號: F25B21/00
• 代理公司: 北京市正見永申律師事務所 11497
• 代理人: 黃小臨;馮玉清

本實用新型涉及磁制冷器件和包括其的磁制冷裝置。現有的磁制冷器件包括多種磁制冷材料的合金或層疊結構，以在寬溫度范圍內實現好的制冷效果，但是具有差的結構穩定性。根據一實施例，一種磁制冷器件可包括：絕緣襯底；以及形成在所述絕緣襯底上的多個磁制冷層，所述多個磁制冷層分別形成在所述絕緣襯底的表面上的多個不同區域中并且位于同一層平面內；以及多個端子，形成在所述多個磁制冷層上以向所述多個磁制冷層施加不同的電壓。本實用新型的磁制冷器件能在寬的溫度范圍內實現良好的制冷效果，并且具有良好的結構穩定性，因此能夠廣泛用于各種制冷應用中。

技術領域

本實用新型總體上涉及磁器件領域，更特別地，涉及一種在寬的溫度范圍內具有良好的制冷效果的、結構穩定的磁制冷器件，以及包括該磁制冷器件的磁制冷裝置。

背景技術

傳統的諸如氟利昂之類的含氟制冷劑由于會對大氣層造成不可逆轉的傷害，已經被逐步淘汰。目前廣泛使用的制冷劑包括例如R134a和R600a等，其都是無氟制冷劑。這些制冷劑與壓縮機配合使用，在密封系統中通過逆卡諾循環來實現制冷效果。然而，這種制冷方式仍存在許多缺點，例如這些制冷劑本身仍具有一定的毒性、氣態的制冷劑容易泄露、循環系統結構復雜、制冷效率低、能耗大等。

磁制冷是以固態磁性材料為制冷工質的一種新型綠色環保的制冷技術，其基本原理是借助于磁制冷材料的磁熱效應，即在等溫條件下，當磁場強度增加(磁化)時磁制冷材料的磁矩趨于有序排列，磁熵降低，向外界排熱；當磁化強度減弱(退磁)時磁制冷材料的磁矩趨于無序排列，磁熵增加，磁制冷工質從外界吸熱，從而達到制冷的目的。與傳統的基于氣體壓縮的制冷技術相比，磁制冷技術具有高效節能，綠色環保、運行穩定等優勢，是未來制冷技術的有力候選者之一。

為了實現良好的磁制冷效果，需要使用具有大的磁熵變的磁制冷材料。然而，磁制冷材料一般在磁相變溫度Tc附近具有磁熵變極大值，在磁相變溫度Tc兩側，磁熵變值都會急劇減小。也就是說，對于單一一種磁制冷材料而言，其僅在磁相變溫度Tc附近具有最佳的磁制冷效率，而在其他溫度下，磁制冷效率會急劇降低。

為了在較寬的溫度范圍內實現較佳的制冷效率，可以使用包括多種磁制冷材料的混合材料，這些磁制冷材料每種都具有不同的磁相變溫度Tc，從而該混合材料可以在較寬的溫度范圍內實現較佳的制冷效率。為了便于使用，這種包括多種磁制冷材料的混合材料可制作成合金的形式，或者可制作成多層結構的形式，每個層包括不同的磁制冷材料。然而，由于各種磁制冷材料具有不同的相變溫度，因此他們在不同時間發生相變，導致各種磁制冷材料的顆粒或者層在使用一段時間之后容易彼此解離，影響其正常使用。

因此，需要提供一種磁制冷器件，其能夠在寬的溫度范圍內具有良好的制冷效果，并且具有良好的結構穩定性。

實用新型內容

本實用新型的一個方面在于提供一種磁制冷器件，其能夠在寬的溫度范圍內具有良好的制冷效果，并且具有良好的結構穩定性。

本實用新型的另一方面在于提供一種包括該磁制冷器件的磁制冷裝置。

根據一示例性實施例，一種磁制冷器件包括：絕緣襯底；以及形成在所述絕緣襯底上的多個磁制冷層，所述多個磁制冷層分別形成在所述絕緣襯底的表面上的多個不同區域中并且位于同一層平面內；以及多個端子，形成在所述多個磁制冷層上以向所述多個磁制冷層施加不同的電壓。

在一些示例中，所述多個磁制冷層彼此間隔開，并且每個磁制冷層具有兩個端子以施加不同的電壓。

在一些示例中，所述多個磁制冷層在每個磁制冷層的周邊上的一位置處彼此連接在一起，所述多個端子包括在所述多個磁制冷層的連接部分處的公共端子，以及在每個磁制冷層上的專用端子。

在一些示例中，所述專用端子形成在每個磁制冷層的與所述公共端子相反的一側。

在一些示例中，所述多個磁制冷層是相同材料層。