RU170750U1 - Магнитная тепловая машина - Google Patents
Магнитная тепловая машина Download PDFInfo
- Publication number
- RU170750U1 RU170750U1 RU2016149648U RU2016149648U RU170750U1 RU 170750 U1 RU170750 U1 RU 170750U1 RU 2016149648 U RU2016149648 U RU 2016149648U RU 2016149648 U RU2016149648 U RU 2016149648U RU 170750 U1 RU170750 U1 RU 170750U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic
- heat
- heat engine
- working fluid
- coolant
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B21/00—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
Landscapes
- Temperature-Responsive Valves (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к холодильной или тепловой технике, а именно к холодильным машинам или тепловым насосам, использующим в качестве рабочего тела твердотельный магнитный материал с магнитокалорическим эффектом.Магнитная тепловая машина содержит горячий и холодный контуры с соответствующими теплообменниками, насос для перемещения теплоносителя и трехходовой электромагнитный клапан для переключения контуров теплоносителя, магнитную систему, контроллер и магнитное рабочее тело с возможностью перемещения относительно магнитной системы для его намагничивания/размагничивания.Использование полезной модели позволяет упростить конструкцию магнитной тепловой машины. 1 ил.
Description
Полезная модель относится к холодильной или тепловой технике, а именно к магнитным тепловым машинам (холодильным машинам или тепловым насосам), использующим в качестве рабочего тела твердотельный магнитный материал с магнитокалорическим эффектом.
Магнитокалорический эффект (МКЭ) проявляется в обратимом поглощении или выделении тепла в магнитном материале при приложении/снятии внешнего магнитного поля. Циклы намагничивания/размагничивания магнитного материала сходны с циклами расширения/сжатия газа и могут быть использованы в магнитных тепловых машинах и в магнитных рефрижераторах [Белов К.П. Магнитотепловые явления в редкоземельных магнетиках М.: Наука, 1990, 96 с.].
Для осуществления термодинамических циклов передачи тепла от рабочего тела к горячим и холодным теплообменникам устройств можно использовать потоки жидкости или газа (теплоносителя) после тепловой регенерации ими рабочего тела при приложении/снятии внешнего магнитного поля.
Различные способы и устройства реализации подобных магнитных тепловых машин на основе технических термодинамических циклов типа Стирлинга, Брайтона и других активных магнитных регенерационных циклов, достаточно подробно описаны в [K.A. Gschneidner, Jr., V.K. Pecharsky. Thirty years of near room temperature magnetic cooling: Where we are today and future prospects. International Journal of Refrigeration 31 (2008) 945-961].
Конструкции этих устройств обычно включают замкнутые холодный и горячий контуры с реверсивным нагнетателем или насосами для перемещения теплоносителя.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому решению является магнитная тепловая машина [Патент России №2252375, МПК F25B 21/00, опубликован 20.05.2005], содержащая в своем рабочем контуре магнитное рабочее тело, горячий и холодный теплообменники, насосы для создания потока теплоносителя, переключатели направления потока теплоносителя, а также магнит, перемещающийся относительно рабочего тела для его намагничивания/размагничивания, в которой изменение направления потока теплоносителя в рабочем теле обеспечивается переключателями направления потока, управляемыми электрически с помощью датчиков положения магнита, а для определения положения магнита относительно рабочего тела в машине использованы концевые переключатели.
Конструкция прототипа [Патент России №105009, МПК F25B 21/00, опубликован 13.01.2011] содержит два независимых замкнутых контура с двумя насосами для перемещения теплоносителей, большое количество электроуправляемых переключателей направления потока жидкости, что усложняет конструкцию машины и уменьшает ее надежность.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции магнитной тепловой машины.
Поставленная задача решается за счет того, что в магнитной тепловой машине, содержащей магнитное рабочее тело, горячий и холодный теплообменники и магнит, устройства перемещения и изменения направления потока теплоносителя выполнены с одним насосом и с одним трехходовым электромагнитным клапаном.
Использование одного электромагнитного клапана и одного насоса позволяет упростить схему трубопроводов и уменьшить материалоемкость конструкции.
Предложенная полезная модель схематически изображена на рисунке. Магнитная тепловая машина состоит из радиатора 1, холодильной камеры 2, магнитной системы (МС) 3, ячейки с рабочим телом 4, электромагнитного трехходового клапана 5, насоса 6, линейного привода 7, холодного контура 8, горячего контура 9, контроллера 10.
Змеевик холодильной камеры 2 и радиатор 1 выполнены из материала, обладающего высокой теплопроводностью, например из меди или алюминиевого сплава. Рабочее тело, обладающее магнитокалорическим эффектом, помещено в контейнер 4, выполненный из немагнитного материала, с низкой теплопроводностью, например из капролона.
Рабочий контур заполнен теплоносителем, в качестве которого могут использоваться, в зависимости от рабочего интервала температур, жидкости или газы. Теплоемкость теплоносителя значительно меньше теплоемкости рабочего тела.
Материал рабочего тела может быть использован в форме, обеспечивающей прохождение потока теплоносителя, например набор пластин или шариков, дисперсный порошок, массивный материал с каналами и отверстиями и другие типы.
Между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь, а именно использование одного электромагнитного трехходового клапана вместо большого количества электроуправляемых переключателей направления потока теплоносителя и одного насоса вместо двух позволяет упростить схему трубопроводов и уменьшить материалоемкость конструкции.
Магнитная тепловая машина работает следующим образом.
Контроллер 10 сравнивает температуры окружающей среды, холодильной камеры 2 и ячейки с рабочим телом 4 и управляет работой привода ячейки 7. При введении ячейки 4 в МС 3 происходит нагрев рабочего тела на ΔT, теплоноситель, двигаясь по горячему контуру 9, поступает на радиатор 1, где рассеивает это тепло, при совпадении температур окружающей среды и горячего контура 9 клапан 5 переключается на холодный контур 8, по нему теплоноситель движется до выравнивания температур в холодильной камере 2 и рабочей ячейке 4. При выравнивании этих температур рабочая ячейка 4 выводится из МС 3 приводом 7, при этом температура рабочего тела понижается на ΔT. Теплоноситель продолжает течь по холодному контуру 8 до выравнивания температур в холодильной камере 2 и ячейке 4. При совпадении температур клапан 5 переключается на горячий контур 9, и ячейка 4 приводом 7 вводится в МС 3, цикл начинается снова.
Предложенная модель магнитной тепловой машины с одним горячим теплообменником вместо двух, насосом и одним трехходовым клапаном вместо четырех неуправляемых обратных клапанов позволила существенно упростить конструкцию магнитной тепловой машины.
Claims (1)
- Магнитная тепловая машина, содержащая горячий и холодный контуры с соответствующими теплообменниками, устройства, обеспечивающие перемещение теплоносителя и переключение контуров, магнитную систему, контроллер и магнитное рабочее тело с возможностью перемещения относительно магнитной системы для его намагничивания/размагничивания, отличающаяся тем, что она содержит один электромагнитный трехходовой клапан и один насос.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016149648U RU170750U1 (ru) | 2016-12-16 | 2016-12-16 | Магнитная тепловая машина |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016149648U RU170750U1 (ru) | 2016-12-16 | 2016-12-16 | Магнитная тепловая машина |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU170750U1 true RU170750U1 (ru) | 2017-05-05 |
Family
ID=58697120
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016149648U RU170750U1 (ru) | 2016-12-16 | 2016-12-16 | Магнитная тепловая машина |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU170750U1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011059541A1 (en) * | 2009-11-11 | 2011-05-19 | Southern Illinois University Edwardsville | Combined-loop magnetic refrigeration system |
RU105009U1 (ru) * | 2011-01-13 | 2011-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет им. А.М. Горького" | Магнитная тепловая машина |
US8875522B2 (en) * | 2011-05-17 | 2014-11-04 | Denso Corporation | Magnetic heat pump apparatus |
RU159834U1 (ru) * | 2014-12-25 | 2016-02-20 | Федеральное агентство научных организаций Федеральное Государственное Бюджетное Научное Учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ФГБНУ ВИЭСХ) | Теплонасосная установка с использованием теплоты наружного воздуха и водоема |
-
2016
- 2016-12-16 RU RU2016149648U patent/RU170750U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011059541A1 (en) * | 2009-11-11 | 2011-05-19 | Southern Illinois University Edwardsville | Combined-loop magnetic refrigeration system |
RU105009U1 (ru) * | 2011-01-13 | 2011-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет им. А.М. Горького" | Магнитная тепловая машина |
US8875522B2 (en) * | 2011-05-17 | 2014-11-04 | Denso Corporation | Magnetic heat pump apparatus |
RU159834U1 (ru) * | 2014-12-25 | 2016-02-20 | Федеральное агентство научных организаций Федеральное Государственное Бюджетное Научное Учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ФГБНУ ВИЭСХ) | Теплонасосная установка с использованием теплоты наружного воздуха и водоема |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20100212327A1 (en) | Magnetic assembly system and method | |
Engelbrecht et al. | Experimental results for a novel rotary active magnetic regenerator | |
EP1053437B1 (en) | Reciprocating active magnetic regenerator refrigeration apparatus | |
Plaznik et al. | Numerical and experimental analyses of different magnetic thermodynamic cycles with an active magnetic regenerator | |
Gómez et al. | A review of room temperature linear reciprocating magnetic refrigerators | |
US8104293B2 (en) | Magneto-caloric cooling device and method of operation | |
JP4783406B2 (ja) | 磁気冷凍デバイス、磁気冷凍システムおよび磁気冷凍方法 | |
JP2012037112A (ja) | 磁気冷凍デバイスおよび磁気冷凍システム | |
CN109855325B (zh) | 磁制冷***及制冷装置 | |
CN110345681B (zh) | 一种蓄冷器和磁制冷***和控制方法 | |
Zimm et al. | The evolution of magnetocaloric heat-pump devices | |
CN107726663B (zh) | 磁热交换***、磁热式制冷装置及热弹性冷却设备 | |
US20200003461A1 (en) | Magnetic Heat Pump Apparatus | |
CN105004093B (zh) | 一种双循环往复式室温磁制冷*** | |
JP2008249175A (ja) | 磁気冷凍デバイス及び磁気冷凍方法 | |
CN109539625B (zh) | 一种基于脉冲磁场的可调节型磁制冷装置 | |
Engelbrecht et al. | Recent developments in room temperature active magnetic regenerative refrigeration | |
JP2004361061A (ja) | 磁気冷凍方法とその磁気冷凍機 | |
CN114264085B (zh) | 一种串联式磁制冷*** | |
CN102261763A (zh) | 磁液体磁制冷的冷反馈*** | |
RU170750U1 (ru) | Магнитная тепловая машина | |
CN209783037U (zh) | 一种基于脉冲磁场的可调节型磁制冷装置 | |
Shir et al. | Transient response in magnetocaloric regeneration | |
RU105009U1 (ru) | Магнитная тепловая машина | |
CN214371051U (zh) | 双列多级串联式双磁场磁制冷仓 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20171217 |