[發明專利]一種冷卻設備以及冷卻方法

有效

• 申請號: 201780048152.0
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN109564038B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: T·戈特沙爾;K·P·斯科科夫;O·古特弗萊施
• 申請（專利權）人: 達姆施塔特工業大學
• 主分類號: F25B21/00
• 分類號: F25B21/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 林偉峰

1.一種冷卻設備，具有：

磁熱材料(110)，當所處的外部磁場(H)發生變化時所述磁熱材料改變其溫度(T)，并當所施加的壓力(P)或張力變化時所述磁熱材料改變其溫度(T)；

磁化裝置(120)，用于形成外部磁場(H)；

轉換裝置(130)，用于施加壓力(P)或張力到磁熱材料(110)；

移動裝置，配置為使磁熱材料(110)相對于磁化裝置(120)和轉換裝置(130)移動，使得磁熱材料(110)交替地暴露于變化的外部磁場(H)和變化的壓力(P)或張力中，以使得磁熱材料(110)產生周期性的溫度變化，其中在溫度較低的周期時用于冷卻。

2.根據權利要求1所述的冷卻設備，其中，所述磁熱材料(110)具有第一相、第二相以及經由熱滯后效應的在所述第一相和第二相之間的一階磁結構相變，所述熱滯后效應能夠通過變化的外部磁場(H)和/或變化的壓力(P)或張力來觸發，并且

其中，所述磁化裝置(120)和所述轉換裝置(130)設計為在第一相和第二相之間的相變過程中觸發結構變化。

3.根據權利要求2所述的冷卻設備，其中所述磁熱材料(110)產生反磁熱效應。

4.根據前述權利要求中任一項所述的冷卻設備，其中所述磁熱材料(110)構造為環狀，并且所述移動裝置包括轉動裝置，以轉動環狀的磁熱材料(110)，從而在轉動環狀的磁熱材料(110)時，實現磁熱材料(110)各段的周期性溫度變化。

5.根據權利要求2或3所述的冷卻設備，

其中磁化裝置(120)包括至少一個磁性單元(121、122)，并且所述轉換裝置(130)包括至少一個壓力輥(131、132)，以使移動裝置交替地經過至少一個壓力輥(131、132)和至少一個磁性單元(121、122)，并且所述磁熱材料(110)在移動的過程中經歷熱滯后效應，

并且，其中至少一個壓力輥(131、132)對所述磁熱材料(110)施加最小的壓力(P)，至少一個磁性單元(121、122)對所述磁熱材料(110)施加最小的磁場強度(H)，以在所述磁熱材料(110)的整個橫截面上觸發第一相和第二相之間的相變。

6.根據權利要求1至3中任一項所述的冷卻設備，其中，所述磁熱材料(110)至少部分線性形成，移動裝置包括平移裝置，該平移裝置設計成使所述磁熱材料(110)交替地向前移動和向后移動，以實現磁熱材料(110)在交替移動時，產生周期性的溫度變化。

7.根據權利要求1至3中任一項所述的冷卻設備，還包括熱耦合到磁熱材料(110)的至少一種交換流體，所述交換流體配置成加熱磁熱材料(110)溫度較低的部分，并冷卻溫度較高的部分。

8.根據權利要求7所述的冷卻設備，其中所述交換流體包括水；所述冷卻設備還包括泵，以將水泵向磁熱材料(110)和從磁熱材料(110)泵出。

9.根據權利要求1至3中任一項所述的冷卻設備，其中所述磁熱材料(110)包括下列材料中的至少一種：Gd-Si-Ge、La-Fe-Si-Mn-H、Fe-P、Heusler或半Heusler合金、Fe-Rh、Mn-Ga。

10.一種冷卻機組，所述冷卻機組具有至少一個根據權利要求1至9中任一項所述的冷卻設備。

11.根據權利要求10所述的冷卻機組，其中所述至少一個冷卻設備包括具有不同的工作溫度的兩個冷卻設備，所述冷卻設備彼此串聯連接，以增加可達到的溫度降低量。