[發明專利]一種熱電制冷和磁制冷耦合裝置

在審

• 申請號: 201811537170.8
• 申請日: 2018-12-15
• 公開（公告）號: CN109764575A
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 沈俊;劉義;戴巍;李珂;盧遵銘;高新強;董學強;公茂瓊;趙文俞;孫志剛;邢琳
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: F25B21/02
• 分類號: F25B21/02;F25B49/00
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 曹衛良

1.一種熱電制冷和磁制冷耦合裝置，其特征在于，包括磁體系統、直流電源及固態制冷工質，所述磁體系統形成可控變磁場，所述固態制冷工質位于所述磁體系統形成的可控變磁場內部，所述直流電源的正極與負極分別與所述固態制冷工質的兩端連接，所述直流電源的負極與所述固態制冷工質的低溫端連接，所述固態制冷工質由磁熱材料和熱電材料復合組成，所述直流電源對所述固態制冷工質的兩端通電，在所述固態制冷工質的電流輸入端形成高溫端，所述高溫端向外釋放熱量，在所述固態制冷工質的電流輸出端形成低溫端，從制冷空間中吸熱制冷，所述磁體系統還用于對所述固態制冷工質進行勵磁和退磁。

2.如權利要求1所述的熱電制冷和磁制冷耦合裝置，其特征在于，所述磁熱材料為Gd基、LaFeSi基、MnFePAs基、LaCaMnO基或GdGaO基化合物中至少一種，所述熱電材料為Bi2Te3或PbTe或SiGe中至少一種。

3.如權利要求2所述的熱電制冷和磁制冷耦合裝置，其特征在于，所述固態制冷工質呈為長方體狀。

4.如權利要求3所述的熱電制冷和磁制冷耦合裝置，其特征在于，所述固態制冷工質為多塊，任意一塊所述固態制冷工質包括磁熱材料與P型熱電材料混合壓制燒結成長方體塊狀P型復合材料和磁熱材料與N型熱電材料混合壓制燒結成長方體塊狀N型復合材料；所述P型復合材料與N型復合材料數量相同。

5.如權利要求4所述的熱電制冷和磁制冷耦合裝置，其特征在于，所述N型復合材料和P型復合材料通過銅片連接成熱電偶對，多個熱電偶對相對平行布置且串聯連接。

6.根據權利要求1所述的熱電制冷和磁制冷耦合裝置，其特征在于，還包括電流閥，所述電流閥的一端通過電源導線與所述固態制冷工質連接，另一端與所述直流電源連接，所述電流閥可控制所述直流電源的電流大小，以控制所述固態制冷工質在低溫端吸收熱量和在高溫端放出熱量。

7.根據權利要求6所述的熱電制冷和磁制冷耦合裝置，其特征在于，還包括溫度監測裝置，所述溫度監測裝置包括熱電偶溫度計，所述熱電偶溫度計與所述固態制冷工質的低溫端、所述固態制冷工質的高溫端和所述電流閥連接。

8.根據權利要求1所述的熱電制冷和磁制冷耦合裝置，其特征在于，還包括熱端換熱器，所述熱端換熱器與所述固態制冷工質的高溫端連接。

9.根據權利要求1所述的熱電制冷和磁制冷耦合裝置，其特征在于，還包括絕熱導磁層，所述固態制冷工質的高溫端和低溫端與外界接觸，所述固態制冷工質的其他四個端面被所述絕熱導磁層包裹。

10.根據權利要求1所述熱電制冷和磁制冷耦合裝置，其特征在于，所述磁體系統包括磁體、伺服電機、同軸帶輪；所述同軸帶輪與所述伺服電機連接，所述伺服電機轉動驅動所述同軸帶輪轉動，所述同軸帶輪可帶動所述磁體轉動；所述磁體包括外磁體組和內磁體組，所述外磁體組包括兩個間隔設置的外磁體單元，所述內磁體組包括兩個間隔設置的內磁體單元，每個所述內磁體單元位于所述兩個間隔設置的外磁體單元形成的空腔內，所述固態制冷工質設置在兩個間隔設置的內磁體單元形成的空腔內。