[實用新型]評價室溫磁制冷材料制冷能力的熱交換裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202023343569.8
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN215446948U
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李兆杰;黃焦宏;張英德;劉翠蘭;金培育;程娟;王強;戴默涵;郭亞茹
• 申請（專利權(quán)）人: 包頭稀土研究院;瑞科稀土冶金及功能材料國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: F25B21/00
• 分類號: F25B21/00;F25B49/00
• 代理公司: 北京康盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11331
• 代理人: 張良

本實用新型公開了一種評價室溫磁制冷材料制冷能力的熱交換裝置，包括：絕熱殼體、循環(huán)液、傳感器、樣品；絕熱殼體為密閉容器，循環(huán)液、傳感器、樣品放置在絕熱殼體的內(nèi)部，傳感器連接有信號線，信號線穿過絕熱殼體引出外部，樣品為具有磁制冷能力的磁性材料。應(yīng)用本實用新型熱交換裝置，以熱量為形式表述評價室溫磁制冷材料制冷能力，解決了現(xiàn)有磁制冷技術(shù)中磁制冷材料制冷能力判斷問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于室溫磁制冷技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種評價室溫磁制冷材料制冷能力的熱交換裝置。

背景技術(shù)

通常研究者通過絕熱溫變ΔTad和等溫磁熵變ΔSm來評價室溫磁制冷材料的制冷能力，這種比較適用于成分變化不太大的同一系列材料或者相近系列材料。為了比較不同成分的材料之間的制冷能力強弱，一些學(xué)者提出了多種半定量的評級方法，如采用絕熱溫變ΔTad和等溫磁熵變ΔSm的乘積作為評價指標(biāo)等等。

但是這些方法均不能給室溫磁制冷機(jī)設(shè)計者一個明確的以熱量形式表述的制冷能力指標(biāo)。現(xiàn)有的各種評價標(biāo)準(zhǔn)并不能告訴制冷機(jī)設(shè)計者，理論上某種磁制冷材料單次循環(huán)可以交換的熱量，不足以指導(dǎo)制冷及設(shè)計者根據(jù)循環(huán)模型得出制冷機(jī)的理論制冷能力，也就無法更好的根據(jù)實驗數(shù)據(jù)改進(jìn)制冷機(jī)。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種評價室溫磁制冷材料制冷能力的熱交換裝置，應(yīng)用熱交換裝置，以熱量為形式表述評價室溫磁制冷材料制冷能力，解決了現(xiàn)有磁制冷技術(shù)中磁制冷材料制冷能力判斷問題。

為達(dá)到上述目的，本實用新型使用的技術(shù)解決方案是：

評價室溫磁制冷材料制冷能力的熱交換裝置，包括：絕熱殼體、循環(huán)液、傳感器、樣品；絕熱殼體為密閉容器，循環(huán)液、傳感器、樣品放置在絕熱殼體的內(nèi)部，傳感器連接有信號線，信號線穿過絕熱殼體引出外部，樣品為具有磁制冷能力的磁性材料。

進(jìn)一步，循環(huán)液的成分采用H₂O，添加有抗凝劑；傳感器采用薄膜鉑電阻，量程范圍為233K～673K，精度±0.15K；信號線采用銅線，信號線與顯示器和存儲器相連接。

進(jìn)一步，絕熱殼體包括：絕熱殼本體和上蓋，上蓋通過螺釘連接絕熱殼本體，上蓋設(shè)置加液口。

進(jìn)一步，信號線、絕熱殼體的接觸位置設(shè)置有密封膠。

進(jìn)一步，絕熱殼體外側(cè)設(shè)置保溫墊。

本實用新型技術(shù)效果包括：

本實用新型是針對現(xiàn)有傳統(tǒng)壓縮氣體制冷系統(tǒng)提出的，據(jù)此可以推算出某種磁制冷材料作為制冷工質(zhì)時，應(yīng)用它的室溫磁制冷機(jī)理論上可以達(dá)到的最大制冷溫差和最大制冷功率。

本實用新型可以半定量確定室溫磁制冷材料的制冷能力，并可據(jù)此計算出磁制冷機(jī)有限次循環(huán)后能夠?qū)崿F(xiàn)的制冷能力，從而可以為室溫磁制冷機(jī)設(shè)計者提供改進(jìn)制冷及設(shè)計的有效量化指標(biāo)，大大提高了磁制冷材料制冷能力的判斷。

磁相變以材料為對象的絕熱過程，即材料絕熱退磁或者絕熱磁化，表征他的參量為絕熱溫變和溫度關(guān)系；熱交換以材料和一定數(shù)量熱交換介質(zhì)為對象的絕熱過程，兩者通過熱交換實現(xiàn)而平衡。不同溫度下，單位質(zhì)量或者體積磁制冷材料磁相變時可以向單位體積或質(zhì)量熱交換液轉(zhuǎn)移的熱量。本實用新型中，通過對參與熱交換的交換液的質(zhì)量取極限時獲得單位質(zhì)量或體積磁制冷材料磁相變時，向循環(huán)液轉(zhuǎn)移的熱量，據(jù)此得出某種磁制冷材料作為制冷工質(zhì)時，應(yīng)用它的室溫磁制冷機(jī)理論上可以達(dá)到的最大制冷溫差和最大制冷功率。

附圖說明

圖1是本實用新型中熱交換裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下描述充分地示出本實用新型的具體實施方案，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`和再現(xiàn)。

如圖1所示，是本實用新型中熱交換裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。