[發(fā)明專利]具有傳熱流體回路的磁熱熱二極管組件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201980048117.8
• 申請(qǐng)日: 2019-07-16
• 公開（公告）號(hào): CN112424543B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·G·施羅德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島海爾電冰箱有限公司;海爾智家股份有限公司;海爾美國(guó)電器解決方案有限公司
• 主分類號(hào): F25B21/00
• 分類號(hào): F25B21/00
• 代理公司: 北京智匯東方知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11391
• 代理人: 張依凡

一種磁熱熱二極管組件(200)包括磁熱圓柱體(220)。多個(gè)熱級(jí)(210)沿軸向方向堆疊在冷側(cè)(202)和熱側(cè)(204)之間。熱側(cè)熱交換器(34)定位在多個(gè)熱級(jí)(210)的熱側(cè)(204)處。熱側(cè)熱交換器(34)包括多個(gè)引腳(35)或板，以用于將熱量排到熱側(cè)熱交換器(34)周圍的環(huán)境空氣。冷側(cè)熱交換器(32)定位在多個(gè)熱級(jí)(210)的冷側(cè)(202)處。傳熱流體可流過冷側(cè)熱交換器(32)。冷側(cè)熱交換器(32)被配置為使得當(dāng)傳熱流體流過冷側(cè)熱交換器(32)時(shí)，傳熱流體將熱量排到多個(gè)熱級(jí)(210)的冷側(cè)(202)。

技術(shù)領(lǐng)域

本主題總體上涉及熱泵(諸如磁熱熱泵)以及用于熱泵的熱交換器。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的制冷技術(shù)通常利用熱泵，該熱泵依賴于液體制冷劑的壓縮和膨脹以循環(huán)的方式接收和排出熱量，以便實(shí)現(xiàn)期望的溫度變化或?qū)崮軓囊粋€(gè)位置傳遞到另一個(gè)位置。這種循環(huán)可用于從冷藏室接收熱量并將這些熱量排到環(huán)境或在該隔室外部的位置。其他應(yīng)用包括住宅或商業(yè)建筑的空氣調(diào)節(jié)。已經(jīng)開發(fā)出可以在這種系統(tǒng)中與熱泵一起使用的各種不同的液體制冷劑。

盡管已經(jīng)對(duì)依賴于液體制冷劑的壓縮的這種熱泵系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，但充其量仍只能以最大理論卡諾循環(huán)效率的約百分之四十五或更少來進(jìn)行操作。而且，由于對(duì)環(huán)境的關(guān)注，一些液體制冷劑已經(jīng)停止使用。對(duì)于某些位置，某些基于制冷劑的系統(tǒng)可以進(jìn)行操作的環(huán)境溫度范圍可能不切實(shí)際。使用液體制冷劑的熱泵也面臨其他挑戰(zhàn)。

磁熱材料(MCM)，即表現(xiàn)出磁熱效應(yīng)的材料，為熱泵應(yīng)用的液體制冷劑提供了潛在的替代選擇。通常，在外部施加的磁場(chǎng)增大的情況下，MCM的磁矩變得更有序，并導(dǎo)致MCM生成熱量。相反，減小外部施加的磁場(chǎng)會(huì)使MCM的磁矩變得更加無序，并使MCM吸收熱量。一些MCM表現(xiàn)出相反的行為，即，當(dāng)移除磁場(chǎng)時(shí)生成熱量(有時(shí)被稱為順磁熱材料，但是在本文中將這兩種類型統(tǒng)稱為磁熱材料或MCM)。基于MCM的制冷循環(huán)的理論卡諾循環(huán)效率可以顯著高于基于液體制冷劑的可比制冷循環(huán)的理論卡諾循環(huán)效率。這樣，可以有效地使用MCM的熱泵系統(tǒng)將是有用的。

然而，對(duì)于MCM的實(shí)際且有成本競(jìng)爭(zhēng)力的使用存在挑戰(zhàn)。除了開發(fā)合適的MCM外，仍然需要可以吸引人利用MCM的設(shè)備。當(dāng)前提出的設(shè)備可能需要相對(duì)較大且昂貴的磁體，在例如設(shè)備制冷中使用可能不切實(shí)際，并且在其他方面可能無法以足夠的效率進(jìn)行操作以證明資金成本合理。

因此，可以解決諸如上述確定的某些挑戰(zhàn)的熱泵系統(tǒng)將是有用的。也可以在冰箱設(shè)備中使用的這種熱泵系統(tǒng)將同樣是有用的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分地闡述，或者可以從描述中顯而易見，或者可以通過本發(fā)明的實(shí)踐獲知。

在示例實(shí)施例中，一種磁熱熱二極管組件包括磁熱圓柱體。多個(gè)熱級(jí)沿軸向方向堆疊在冷側(cè)和熱側(cè)之間。所述多個(gè)熱級(jí)中的每個(gè)包括多個(gè)磁體和非磁性環(huán)。在所述多個(gè)熱級(jí)中的每個(gè)中，所述多個(gè)磁體在所述非磁性環(huán)內(nèi)沿周向方向分布。所述多個(gè)熱級(jí)和所述磁熱圓柱體被配置為在所述多個(gè)熱級(jí)和所述磁熱圓柱體之間相對(duì)旋轉(zhuǎn)。熱側(cè)熱交換器定位在所述多個(gè)熱級(jí)的所述熱側(cè)處。所述熱側(cè)熱交換器包括多個(gè)引腳或板，以用于將熱量排到所述熱側(cè)熱交換器周圍的環(huán)境空氣。冷側(cè)熱交換器定位在所述多個(gè)熱級(jí)的所述冷側(cè)處。傳熱流體可流過所述冷側(cè)熱交換器。所述冷側(cè)熱交換器被配置為使得當(dāng)所述傳熱流體流過所述冷側(cè)熱交換器時(shí)，所述傳熱流體將熱量排到所述多個(gè)熱級(jí)的所述冷側(cè)。

參考下面的描述和所附權(quán)利要求，本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解。結(jié)合在本說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并且與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。

附圖說明

參考附圖，在說明書中闡述了針對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的本發(fā)明的完整并且能夠?qū)崿F(xiàn)的公開，包括其最佳模式。

圖1是根據(jù)本公開的示例實(shí)施例的冰箱設(shè)備。

圖2是定位在圖1的示例冰箱設(shè)備中的熱泵系統(tǒng)的某些部件的示意圖。