RUS ENG

НАМ 18 ЛЕТ!

ГРУППА AMT&C - ФИНАЛИСТ РЕЙТИНГА «ТЕХНОУСПЕХ»


 

 


Магнитная тепловая машина.



Изобретение относится к холодильной или тепловой технике, а именно к холодильным машинам или тепловым насосам, использующим магнитный материал в качестве рабочего тела и магнитокалорический эффект для охлаждения или нагрева.
Известны      холодильные      машины,      работающие      по      активному      магнитному регенеративному (AMP) холодильному циклу [патенты США 3413814, 4107935, 4408463, 4507928,    4332135,    5934078,     6526759].    Согласно    результатам    теоретических    и экспериментальных  исследований,  холодильные  машины  с AMP  циклом  являются наиболее   эффективными   среди   магнитных   холодильников,   работающих   в   области температур   выше   20   К   [Tishin   A.M.,   Spichkin   Y.I.    Magnetocaloric   effect   and   its applications,  2003,  loP  Publishing,  Bristol &  Philadelphia,  475  pp.].  Особенностью AMP холодильных машин является то, что рабочее тело (магнитный материал) в таких устройствах используется не только для охлаждения в результате адиабатического размагничивания, но также в качестве регенератора. Такая схема позволяет повысить эффективность устройства и расширить диапазон его рабочих температур.
Помимо рабочего тела-регенератора замкнутый рабочий  контур AMP холодильника включает   в   себя   холодный    и   горячий   теплообменники,   а   также   устройство, обеспечивающее перемещение теплоносителя по контуру (реверсивный нагнетатель или насос). На фиг.1 представлена типовая схема рабочего контура AMP холодильника [патент США 3413814]. Здесь 1  - магнит, 2 - активный магнитный регенератор, 3 - холодный теплообменник, 4 - горячий теплообменник, 5 - реверсивный нагнетатель. AMP цикл состоит из двух адиабатических стадий (намагничивание/размагничивание) и двух стадий, осуществляемых при постоянном магнитном поле (во время этих стадий происходит продувка теплоносителя через контур). Режим работы устройства во многом зависит от соотношения    эффективной    теплоемкости    теплоносителя    и    регенератора.    Если теплоемкость    регенератора    намного    больше    теплоемкости    теплоносителя,    то температурный профиль внутри регенератора не изменяется и за время пока происходит продувка теплоносителя. На первой стадии цикла поршень нагнетателя находится в крайнем правом положении (теплоноситель находится в холодном теплообменнике), а магнитный   материал   в   регенераторе  адиабатически   намагничивается,   что   вызывает повышение его температуры  на  величину магнитокалорического эффекта.  На  второй стадии цикла (горячая  продувка) с помощью нагнетателя происходит перемещение теплоносителя от холодного теплообменника к горячему, при этом тепло, выделившееся при намагничивании в магнитном регенераторе, передается теплоносителю и выделяется в окружающую среду в горячем теплообменнике. На третьей стадии цикла, когда поршень нагнетателя находится в крайней левой позиции и движения теплоносителя в контуре не происходит, магнитный материал в регенераторе адиабатически размагничивается, что вызывает его охлаждение на  величину магнитокалорического эффекта.  На четвертой завершающей стадии цикла (холодная продувка) теплоноситель под действием поршня нагнетателя перемещается в обратном направлении (от горячего теплообменника к холодному), охлаждается в регенераторе и поступает в холодный теплообменник, где охлаждает нагрузку. Потоки теплоносителя во время холодной и горячей продувок должны иметь   противоположные   направления.   Таким   образом,   повторение   цикла   вызывает охлаждение холодного теплообменника, т.к. тепло отбирается от нагрузки и отдается в окружающую  среду  в  горячем  теплообменнике.  Описанное устройство  может также использоваться лля перекачки тепла от тела с меньшей температурой к телу с большей температурой,   т.е.    в   качестве   теплового   насоса.   В   качестве   теплоносителя   в рассмотренной тепловой машине может использоваться жидкость или газ, а рабочее тело может представлять собой массивный материал с проделанными в нем отверстиями, набор пластин с соответствующим зазором, порошкообразный материал и другие конфигурации, обеспечивающие прохождение потока теплоносителя.

Страница 1 - 1 из 3
Начало | Пред. | 1 2 3 | След. | Конец Все

Возврат к списку патентов