CN104870911A - 具有连续泵的磁致热装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热泵系统，所述热泵系统具有设置在连续旋转的回热器(102)内的磁致热材料。所述磁致热材料分级设置，以便随着所述回热器的旋转，所述材料的一部分以连续方式循环地进出磁场。传热流体同时地沿至少两条通路(44/48、50/46)循环穿过所述磁致热材料，以便以循环方式与所述材料之间进行传热。所述磁致热材料可以包括多个区域，所述区域对所述磁场具有不同的响应温度范围。本发明还提供一种使用基于磁致热材料的热泵系统的设备。

Description

具有连续泵的磁致热装置

技术领域

本发明总体上涉及使用磁致热材料与循环的传热流体进行热交换的热泵系统。

背景技术

传统致冷技术通常使用依赖于压缩和膨胀流体致冷剂的热泵来以循环方式接收和排出热量，从而提供所需的温度变化，或者也就是说，将热能从一个位置迁移到另一个位置。例如，此循环可用于从冷藏室接收热量并且将此热量排放到环境或者此冷藏室外部的某个位置中。其他应用包括住宅或商业结构的空气调节。所属领域中已开发出可与热泵一起用于该类系统中的各种不同的流体致冷剂。

尽管已对该类依赖于压缩流体致冷剂的热泵系统做出各种改进，但是这样最多也只能以最大理论卡诺循环效率的约45％或以下工作。此外，已由于环境问题而停止使用一些流体致冷剂。对于某些地点而言，可能无法达到适于特定基于致冷剂的系统工作的环境温度范围。使用流体致冷剂的热泵也存在其他问题。

磁致热材料(MCM)-即，提供磁致热效应的材料-为热泵应用提供了流体致冷剂的一种潜在替代方案。通常，MCM的磁矩将在不断增大的外加磁场下变得更为有序，从而致使MCM生热。相反，减小外加磁场可使MCM的磁矩变得更加无序，从而致使MCM吸热。一些MCM呈现相反特性，即，磁场移除时生热(有时称为“逆磁致热材料”，但是这两种类型的特性统一称为磁致热材料或MCM)。基于MCM的致冷循环的理论卡诺循环效率可以显著高于基于流体致冷剂的可比致冷循环。因此，可有效使用MCM的热泵系统较为实用。

但是问题在于如何实际、具备成本竞争力地使用MCM。除了开发适当的MCM之外，仍然需要使用能够有吸引力地使用MCM的设备。应实现MCM的吸热和排热，优选地以连续的方式进行，从而设备不以低效的启动和停止模式运行。现有技术中的设备可能需要相对较大且成本高昂的磁铁，因此可能不适于用于致冷设备等应用中，并且可能无法以符合资金成本的足够高效率运行。

此外，如上所述，热泵所需的环境条件可能显著不同。例如，对于置于车库或位于非空调空间中的致冷设备而言，环境温度可能在从冰点以下到90°F以上的范围内。相对于这些环境条件所能提供的温度范围而言，一些MCM只能在更窄的温度范围内生热和吸热。

因此，需要使用能够解决上述问题等特定挑战的热泵系统。同时还需要使用还可能用于致冷设备等应用中的热泵系统。

发明内容

本发明提供了一种热泵系统，所述热泵系统具有置于连续旋转的回热器中的磁致热材料。所述磁致热材料分级设置，以便随着所述回热器的旋转，所述材料的一部分以连续方式循环地进出磁场。传热流体同时地沿至少两条通路循环穿过所述磁致热材料，以便以循环方式与所述材料之间进行传热。所述磁致热材料可以包括多个区域，这些区域对所述磁场做出响应的温度范围不同。本发明还提供了一种使用基于磁致热材料的热泵系统的设备。所述热泵还可以用于加热、冷却或者这两者的其他应用中。以下说明将部分阐明本发明的其他方面和优势，或者，这些方面和优势在说明书中可能是显而易见的，或者可通过实践本发明习得。

在一个示例性实施例中，本发明提供了一种热泵系统，所述热泵系统包括回热器外壳，所述回热器外壳限定周向并且可围绕轴向旋转，所述轴向延伸在所述回热器外壳的第一端与第二端之间。所述回热器外壳包括多个腔，每个腔沿所述轴向纵向延伸在一对开口之间。所述多个腔沿所述周向彼此邻近地布置。提供了多个级，每个级包括磁致热材料，所述磁致热材料设置在所述多个腔中的一个腔内并且沿所述轴向延伸。

此示例性实施例进一步包括一对阀，其中第一阀附接到所述回热器外壳的所述第一端，第二阀附接到所述回热器外壳的所述第二端。所述第一阀和第二阀各自包括多个小孔，所述小孔沿所述周向彼此隔开，每个小孔置于与所述多个腔中的一个腔的所述开口对中的一个开口相邻的位置处。磁性元件置于所述回热器外壳附近并且沿所述轴向延伸。所述磁元件产生磁场并且设置成使所述多个级中的一部分级随着所述回热器外壳围绕所述轴向的旋转移进和移出所述磁场。

此示例性系统还包括一对密封件，其中第一密封件设置成与所述第一阀相邻并且第二密封件设置成与所述第二阀相邻，以使所述回热器外壳以及所述阀对能够相对于所述密封件对旋转。所述第一密封件和所述第二密封件各自包括以彼此相对的方式设置的一对进出口，所述进出口还设置成使得每个进出口可以随着所述回热器外壳围绕所述轴向旋转，选择性地与所述多个腔的所述开口对中的至少一个开口对齐。

在另一个示例性实施例中，本发明提供了一种致冷设备，其包括食品储藏室；第一热交换器，用于排出所述储藏室的热量；第二热交换器，用于将通过所述第一热交换器排出的热量传递到所述储藏室外部的位置；泵，用于在所述第一热交换器与所述第二热交换器之间循环传热流体；以及热泵，所述热泵与所述泵流体连通。所述热泵还通过第一入口和第一出口与所述第一热交换器流体连通，并且通过第二入口和第二出口与所述第二热交换器流体连通。

对于此示例性实施例中，所述热泵进一步包括回热器外壳，所述回热器外壳限定周向并且可围绕轴向旋转，所述轴向延伸在所述回热器外壳的第一端与第二端之间。所述回热器外壳包括多个腔，每个腔沿所述轴向纵向延伸在一对开口之间。所述多个腔沿所述周向彼此邻近地布置。

提供了多个级，每个级包括磁致热材料，所述磁致热材料设置在所述多个腔中的一个腔内并且沿所述轴向延伸。提供了一对阀，包括附接到所述回热器外壳的所述第一端的第一阀以及附接到所述回热器外壳的所述第二端的第二阀。所述第一阀和第二阀各自包括多个小孔，所述小孔沿所述周向彼此隔开，每个小孔置于与所述多个腔中的一个腔的所述开口对中的一个开口相邻的位置处。磁性元件置于所述回热器外壳附近并且沿所述轴向延伸。所述磁性元件产生磁场。所述磁性元件设置成使所述多个级中的一部分级随着回热器外壳围绕所述轴向旋转移进所述磁场内。

提供了一对密封件，其中第一密封件设置成与所述第一阀相邻并且第二密封件设置成与所述第二阀相邻，以使所述回热器外壳以及所述阀对能够相对于所述密封件对旋转。所述第一密封件包括第一入口和第一出口。所述第二密封件包括第二入口和第二出口。所述第一入口和所述第一出口以彼此相对的方式围绕所述第一密封件设置，所述第二入口和所述第二出口以彼此相对的方式围绕所述第二密封件设置。所述第一入口和所述第二出口设置成在所述回热器外壳围绕所述轴向旋转时与至少一个腔的所述开口对流体连通，以便来自所述第一热交换器的传热流体可以从位于所述至少一个腔内的磁致热材料的级吸热。所述第二入口和所述第一出口设置成在所述回热器外壳围绕所述轴向旋转时与至少一个其他腔的所述开口对流体连通，以便来自所述第二热交换器的传热流体可以将热量传递到位于所述至少一个其他腔内的所述磁致热材料。

参考以下具体说明和随附权利要求书将更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优势。附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分，展示了本发明的各个实施例，并与具体说明一起解释本发明的原理。

附图说明

本说明书参考附图，针对所属领域的一般技术人员，完整且可实现地公开了本发明，包括其最佳模式，其中：

图1示出了本发明的致冷设备的示例性实施例。

图2是本发明的示例性热泵系统的示意图，所述热泵设置在具有机械室和冷藏室的示例性致冷器中。

图3提供了本发明的示例性热泵的透视图。

图4是图3中所示的示例性热泵的分解图。

图5是图3中所示的示例性热泵的截面图。

图6是图3中所示的示例性热泵的透视图，其中已省去位于回热器外壳的两端处的密封件，以进一步说明下述的本发明的此示例性实施例。

图7是适用于图3中所示的一个热泵级的多个步骤的示意图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的各项实施例，附图中图示了本发明实施例的一个或多个实例。每个实例均以解释本发明，而非限制本发明的方式提供。事实上，所属领域的技术人员可以轻易地了解到，在不脱离本发明的范围或精神的前提下，可以对本发明做出各种修改和改变。例如，作为一个实施例的一部分说明或描述的特征可用于其他实施例中，从而得到另一个实施例。因此，本发明应涵盖随附权利要求书及其等效物的范围内的该等修改和改变。

现在参见图1，其中图示了致冷设备10的一个示例性实施例，所述致冷设备以直立式致冷器的方式示出，具有机柜或外壳12，该机柜或外壳限定了多个内部冷藏室或冷冻室。具体来说，致冷设备10包括具有门16的上层新鲜食品储藏室14以及具有上抽屉20和下抽屉22的下层冷冻室18。抽屉20、22是“抽出”型抽屉，因为它们可以借助适当的滑动机构手动地移出或移进冷冻室18中。致冷器10仅以示例的方式提供。也可以使用其他致冷设备构造，包括仅具有冷藏室的设备、仅具有冷冻室的设备或者它们不同于图1中所示设备的其他组合。此外，本发明的热泵和热泵系统并不限于设备，也可用于空气调节、电子冷却装置等其他应用中。因此，应了解，尽管本说明书以示例方式实现了使用热泵来提供致冷器内的冷却，但是本发明也可用于提供加热应用。

图2是致冷设备10的另一个示例性实施例的示意图，所述致冷设备包括冷藏室30和机械室40。具体来说，机械室40包括热泵系统52，所述热泵系统具有安装在冷藏室30内的第一热交换器32，用于从其中排热。在第一热交换器32内流动的水溶液等传热流体从冷藏室30接收热量，从而冷却其内容物。风机38可用于提供穿过第一热交换器32的空气流，以提高从冷藏室30的传热速率。

传热流体经由管线44从第一热交换器32流入热泵100中。如本说明书中进一步所述，传热流体从位于热泵100中的磁致热材料(MCM)接收额外热量，并且通过管线48将此热量传递到泵42，然后传递到第二热交换器34。热量使用第二热交换器34释放到环境、机械室40和/或冷藏室30以外的其他位置中。风机36可用于产生穿过第二热交换器34的空气流，从而提高与环境的传热速率。连接到管线48内的泵42使传热流体在热泵系统52内再循环。电动机28与热泵100机械连通，如下文进一步详述。

传热流体从第二热交换器34经由管线50返回到热泵100，在该热泵中，如下文进一步详述，传热流体向热泵100中的MCM放热。现在温度较低的传热流体经由管线46流动到第一热交换器32，以从冷藏室30接收热量并且重复上述循环。

热泵系统52仅以示例的方式提供。也可以使用其他构造的热泵系统52。例如，管线44、46、48和50提供了热泵系统52的各个部件之间的流体连通，但是也可以使用管线和连接不同的其他传热流体再循环回路。例如，泵42还可以置于其他位置处或者系统52中的其他管线上。也可以使用其他构造的热泵系统52。

图3、4、5和6示出了本发明的示例性热泵100的多幅视图。热泵100包括回热器外壳102，所述回热器外壳沿轴向纵向延伸在第一端118与第二端120之间。轴向由轴A-A限定，回热器外壳102围绕此轴旋转。径向R由于旋转轴A-A正交延伸的半径限定(图5)。轴向如箭头C所示。

回热器外壳102限定多个腔104，所述腔沿轴A-A限定的轴向纵向延伸。腔104沿周向C置于彼此的附近或相邻位置。每个腔104包括一对开口106和108，所述开口位于回热器外壳102的相对端118和120上。

热泵100还包括设有MCM的多个级112。每个级112位于一个腔104中并且沿轴向延伸。对于附图中所示的示例性实施例，热泵100包括八个级112，这些级沿图示的周向彼此相邻地设置并且沿所述轴向纵向延伸。如使用本说明书中所公开的教示的所属领域中的技术人员所了解的那样，也可以使用八个以外的不同数量的级112。

一对阀114和116附接到回热器外壳102并且沿周向C随其一起旋转。具体来说，第一阀114附接到第一端118并且第二阀116附接到第二端120。每个阀114和116分别包括多个小孔122和124。对于此示例性实施例，小孔122和124被配置成周向延伸的槽，这些槽沿周向C隔开。每个小孔122设置成与腔104的对应开口106相邻。每个小孔124设置成与腔104的对应开口108相邻。因此，传热流体可以通过对应小孔122和开口106流入腔104中，从而流过对应级112中的MCM，然后经由开口108和小孔124流出。可以使用逆向通路使传热流体沿相反方向流过指定腔104的级112。

回热器外壳102限定空腔128，所述空腔置于所述多个腔104的径向内部并且沿轴向延伸在第一端118与第二端120之间。磁性元件126置于空腔128内，并且对于此示例性实施例，其沿轴向延伸在第一端118与第二端120之间。磁性元件126提供径向向外的磁场，如图5中的箭头M所示。

磁性元件126被设置和配置成使得在任一时刻内，多个级112中只有一部分级位于磁场M内。例如，如图5中所示，级112a和112e部分位于磁场内，而级112b、112c和112d完全位于磁性元件126所产生的磁场M内。相反，磁性元件126被配置和设置成使得级112f、112g和112h完全或者大部分位于磁性元件126产生的磁场外部。但是，随着回热器外壳102沿箭头W所示的周向连续地旋转，位于磁场内的级112中的一部分级将连续地改变，因为一些级112将进入磁场M，而另一部分级将离开此磁场范围。

本发明提供了一对密封件136和138，其中所述密封件以彼此相对的方式设置在回热器外壳102的第一端118和第二端120上。第一密封件136具有第一入口140和第一出口142并且与第一阀114相邻。如图所示，进出口140和142以围绕第一密封件114的周向C间隔180度的方式设置。但是，也可以使用其他构造。例如，进出口140和142也能够以围绕周向C间隔约170度到约190度的方式设置。第一阀114和回热器外壳102能够相对于第一密封件136旋转。进出口140和142分别与管线44和46连接(图1)。因此，如下文进一步详述，在任一时刻内，回热器外壳102围绕轴A-A的旋转运动可连续地使管线44和46与MCM的至少两个级112流体连通。

第二密封件138具有第二入口144和第二出口146并且与第二阀116相邻。如图所示，进出口144和146以围绕第二阀116的周向C间隔180度的方式设置。但是，也可以使用其他构造。例如，进出口144和146也能够以围绕周向C间隔约170度到约190度的方式设置。第二阀116和回热器外壳102能够相对于第二密封件138旋转。进出口144和146分别与管线50和48连接(图1)。因此，如下文进一步详述，在任一时刻内，回热器外壳102围绕轴A-A的旋转运动可连续地使管线48和50与MCM的至少两个级112流体连通。需要注意的是，在回热器外壳102旋转期间的任一时刻内，管线46和50将各自与至少一个级112流体连通，而管线44和48也可以与沿周向相隔约180度的至少一个其他级112流体连通。

图7使用当回热器外壳102如图6中所示沿箭头W的方向在位置1到8之间旋转时其中的MCM的级112的示意图，示出了本发明的一种示例性方法。在步骤200中，级112完全位于磁场M内，因此作为磁致热效应的一部分，材料的磁矩可定向并且MMC可受热。当回热器外壳102沿箭头W的方向旋转时，随着级112连续地旋转穿过位于2、3和4(图6)，磁场变得有序化并且维持此状态。处于位置2、3和4中时，传热流体停留在级112的MCM中，因此得以受热。具体来说，传热流体不流过级112，因为与处于位置2、3和4中的级112对应的开口106、108、122和124与进出口140、142、144或146中的任何进出口均不对齐。

在步骤202中，随着回热器外壳102继续沿箭头W的方向旋转，级112将最终到达位置5。如图3和6所示，在位置5中，传热流体可以流过材料，因为第一入口140现在与第一阀114中的开口122以及级112的第一端118上的开口106对齐，而第二出口146与位于级112的第二端120上的第二阀116的开口124对齐。如箭头Q_H-OUT所示，现在由MCM加热的级112中的传热流体可以流出回热器外壳102并且沿管线48流到第二热交换器34。同时，如箭头Q_H-IN所示，当级112处于位置5中时，来自第一热交换器32的传热流体从管线44流入级112中。由于来自第一热交换器32的传热流体相对于级112中的MCM而言温度较低，MCM将向传热流体放热。

再次参见图7和步骤204，随着回热器外壳102继续沿箭头W的方向旋转，级112连续地移动穿过位置6、7和8，而级112完全或者大部分位于磁场M之外。磁场消除或者减弱使材料的磁矩变得无序化并且作为磁致热效应的一部分，致使MCM吸热。处于位置6、7和8中时，传热流体停留在级112的MCM中，因此随着磁矩的无序化而通过向MCM放热得到冷却。具体来说，传热流体不流过级112，因为与处于位置6、7和8中时的级112对应的开口106、108、122和124与进出口140、142、144或146中的任何进出口均不对齐。

参见图7中所示的步骤206，随着回热器外壳102继续沿箭头W的方向旋转，级112将最终到达位置1。如图3和6所示，在位置1中，级112中的传热流体可以流过材料，因为第二入口144现在与第二阀116中的开口124以及第二端120上的开口108对齐，而第一出口142与第一阀114中的开口122以及第一端118上的开口106对齐。如箭头Q_C-OUT,所示，现在由MCM加热的级112中的传热流体可以流出回热器外壳102并且沿管线46流到第一热交换器32。同时，如箭头Q_C-IN所示，当级112处于位置5中时，来自第二热交换器34的传热流体从管线50流入级112中。由于在位置5中时，来自第二热交换器34的传热流体相对于级112中的MCM而言温度较高，MCM将向传热流体放热。传热流体现在沿管线46流入第一热交换器32，以吸热并且冷却冷藏室30。

随着回热器外壳102持续旋转，上述将级112移进或移出磁场M的过程将重复。此外，磁场M和回热器外壳102的大小被设置成使得在旋转期间的任一指定时间，多个级112中的一部分级位于磁场内。类似地，在旋转期间的任一时间，多个级112中的一部分级位于磁场外部(或者大部分位于磁场外部)。此外，在指定时间，传热流体流过至少两个级112，而其他级仍然处于停歇模式。具体来说，当处于位置5的一个级112通过传热流体流放热时，处于位置1中的另一个级112从流动的传热流体吸热，同时所有其余级112均处于停歇模式。因此，系统可以连续运行，以提供热泵系统52中的传热流体的连续再循环，因为级112各自连续地旋转通过位置1到8。

如使用本说明书中公开的教示的所属领域中的技术人员所了解那样，可以改变外壳102的级数、阀114和116的进出口数以及/或者其他参数，以提供不同构造的热泵100，同时仍然实现连续运行。例如，每个阀可以设在两个入口和两个出口内，以便在任何特定时刻，传热流体均流过至少四个级112。或者，例如，回热器外壳102、阀122和124以及/或者密封件136和138可以构造成使得在任何时刻，至少两个级与入口和出口流体连通。也可以使用其他构造。

如上所述，级112包括沿轴向流向延伸的MCM。MCM可以由单个磁致热材料构成或者可以包括多种不同的磁致热材料。例如，设备10可以用于环境温度大幅改变的应用中。但是，特定磁致热材料可能仅在较窄的温度范围内呈现磁致热效应。因此，可能需要在指定级内使用各种磁致热材料，以适应可使用设备10和/或热泵100的宽环境温度范围。

因此，如图7中所示，每个级112可设有不同磁致热材料区域152、154、156、158、160和162。每个所述区域包括在与沿级112的轴向的相邻区域不同的温度或温度范围下呈现逆向磁致热效应的MCM。例如，区域152呈现磁致热效应的温度小于区域154呈现磁致热效应的温度，而区域154呈现磁致热效应的温度小于区域156，等等。也可以使用其他构造。通过配置适当数序的MCM区域，热泵100可以在大的环境温度范围内运行。

现在参见图4、5和6，对于此示例性实施例，磁性元件126为弧形构造，由以Halbach阵列布置的多个磁铁130构成。具体来说，磁铁130被布置成使得磁性元件126提供位于磁性元件126的径向外部并且朝向回热器外壳102的磁场M，而极小或零磁场位于旋转轴A-A的径向内部。磁场M可以呈曲线或弧形对齐。磁性元件126和/或其产生的磁场也可以使用多种其他构造。例如，磁性元件126可以由位于空腔128中的以Halbach阵列布置的第一多个磁铁构成，这些磁铁将向外放射磁场，而第二多个磁性元件置于回热器外壳102的径向外部并且布置成提供位于回热器外壳102的径向内部的磁场。在另一个实施例中，磁性元件128可以由多个磁铁构成，这些磁铁位于回热器外壳102的径向外部并且布置成提供位于回热器外壳102的径向内部的磁场。也可以使用磁性元件128的其他构造。例如，可以使用线圈替代磁铁产生所需的磁场。

对于此示例性实施例，磁性元件128产生的电弧提供围绕180度周向延伸的磁场。在另一个实施例中，磁性元件128产生的电弧提供在约170度到约190度范围内周向延伸的磁场。

电动机28与回热器外壳102机械连接并且提供外壳102围绕轴A-A的旋转。例如，电动机28可以通过轴直接与外壳102连接或者通过齿轮箱与其间接连接。也可以使用其他构造。

本说明书使用各个实例来揭示本发明，包括最佳模式，同时也让所属领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制造并使用任何装置或系统，以及实施所涵盖的任何方法。本发明的保护范围由权利要求书限定，并可包括所属领域的技术人员想出的其他实例。如果其他此类实例的结构要素与权利要求书的字面意义相同，或者如果此类实例包括的等效结构要素与权利要求书的字面意义无实质差别，则此类实例也属于权利要求书的范围。

Claims (20)

1.一种热泵系统，所述热泵系统包括：

回热器外壳，所述回热器外壳限定周向并且可围绕轴向旋转，所述轴向延伸在所述回热器外壳的第一端与第二端之间，所述回热器外壳包括多个腔，每个腔沿所述轴向纵向地延伸在一对开口之间，所述多个腔沿所述周向布置在彼此附近；

多个级，每个级包括磁致热材料，所述磁致热材料设置在所述多个腔中的一个腔内并且沿所述轴向延伸；

一对阀，所述阀包括附接到所述回热器外壳的所述第一端的第一阀以及附接到所述回热器外壳的所述第二端的第二阀，所述第一阀和第二阀各自包括沿所述周向彼此隔开的多个小孔，每个小孔设置成邻近所述多个腔之一的所述一对开口中的一个开口；

磁性元件，所述磁性元件设置成邻近所述回热器外壳并且沿所述轴向延伸，所述磁性元件形成磁场，所述磁性元件设置成随着所述回热器外壳围绕所述轴向旋转，所述多个级中的一部分级移进和移出所述磁场；以及

一对密封件，包括邻近所述第一阀设置的第一密封件和邻近所述第二阀设置的第二密封件，以便所述回热器外壳和所述一对阀能够相对于所述密封件对旋转，所述第一密封件和所述第二密封件各自包括一对进出口，所述进出口以彼此相对的方式设置并且被设置成在所述回热器外壳围绕所述轴向旋转时，每个进出口能够选择性地与所述多个腔的所述一对开口中的至少一个开口对齐。

2.根据权利要求1所述的热泵系统，其中所述回热器外壳限定径向并且进一步包括空腔，所述空腔位于所述多个腔的径向内部，其中所述磁性元件位于所述回热器外壳的所述空腔内。

3.根据权利要求2所述的热泵系统，其中所述磁性元件包括多个磁铁，所述多个磁铁呈弧形布置并且被配置成大体上沿径向向外的方向发射磁场。

4.根据权利要求3所述的热泵系统，其中由所述多个磁铁形成的所述弧形围绕所述周向在约170度到约190度的范围内延伸。

5.根据权利要求4所述的热泵系统，其中所述多个磁铁以HalBach阵列布置。

6.根据权利要求1所述的热泵系统，其中所述回热器外壳限定径向并且进一步包括空腔，所述空腔位于所述多个腔的径向内部，并且其中所述磁性元件进一步包括设置在所述空腔内的第一多个磁铁和设置在所述回热器外壳的径向外部的第二多个磁铁。

7.根据权利要求1所述的热泵系统，其中所述一对密封件中的每个密封件上的所述一对进出口围绕所述周向在彼此相隔约170到约190度的范围内设置。

8.根据权利要求1所述的热泵系统，其中所述多个级中的每个级包括沿所述轴向依次设置的多个磁致热材料区域，其中每个区域包括磁致热材料，与相邻区域相比，所述磁致热材料对于所述磁致热材料的磁矩变化具有不同的温度范围。

9.根据权利要求8所述的热泵系统，其中所述多个区域沿所述轴向设置，以便所述磁致热材料的磁矩变化对应的温度范围沿所述轴向逐个区域依次增加。

10.根据权利要求1所述的热泵系统，其进一步包括电动机，所述电动机与所述回热器外壳机械连接并且被配置成围绕所述轴向旋转所述回热器外壳。

11.一种致冷设备，所述致冷设备包括：

食品储藏室；

第一热交换器，用于从所述储藏室排热；

第二热交换器，用于将通过所述第一热交换器排出的热量传递到所述储藏室之外的位置处；

泵，用于在所述第一热交换器与所述第二热交换器之间循环传热流体；

热泵，所述热泵与所述泵流体连通，所述热泵还通过第一入口和第一出口与所述第一热交换器流体连通，所述热泵还通过第二入口和第二出口与所述第二热交换器流体连通，所述热泵进一步包括

回热器外壳，所述回热器外壳限定周向并且可围绕轴向旋转，所述轴向延伸在所述回热器外壳的第一端与第二端之间，所述回热器外壳包括多个腔，每个腔沿所述轴向纵向地延伸在一对开口之间，所述多个腔沿所述周向布置在彼此附近；

多个级，每个级包括磁致热材料，所述磁致热材料设置在所述多个腔中的一个腔内并且沿所述轴向延伸；

一对阀，所述阀包括附接到所述回热器外壳的所述第一端的第一阀以及附接到所述回热器外壳的所述第二端的第二阀，所述第一阀和第二阀各自包括沿所述周向彼此隔开的多个小孔，每个小孔设置成邻近所述多个腔之一的所述一对开口中的一个开口；

磁性元件，所述磁性元件设置成邻近所述回热器外壳并且沿所述轴向延伸，所述磁性元件形成磁场，所述磁性元件设置成随着所述回热器外壳围绕所述轴向旋转，所述多个级中的一部分级移进所述磁场内；以及

一对密封件，包括邻近所述第一阀设置的第一密封件和邻近所述第二阀设置的第二密封件，以使所述回热器外壳和所述阀对能够相对于所述密封件对旋转，所述第一密封件包括所述第一入口和所述第一出口，所述第二密封件包括所述第二入口和所述第二出口，

其中所述第一入口和所述第一出口以彼此相对的方式围绕所述第一密封件设置，并且所述第二入口和所述第二出口以彼此相对的方式围绕所述第二密封件设置，

其中所述第一入口和所述第二出口设置成在所述回热器外壳围绕所述轴向旋转时与至少一个腔的所述开口对流体连通，以便来自所述第一热交换器的传热流体可以从位于所述至少一个腔内的磁致热材料级吸热，并且

其中所述第二入口和所述第一出口设置成在所述回热器外壳围绕所述轴向旋转时与至少一个其他腔的所述开口对流体连通，以便来自所述第二热交换器的传热流体可以将热量传递到位于所述至少一个其他腔内的所述磁致热材料。

12.根据权利要求11所述的致冷设备，其中所述回热器外壳限定径向并且进一步包括空腔，所述空腔设置在所述多个腔的径向内部，其中所述磁性元件设置在所述回热器外壳的所述空腔内。

13.根据权利要求12所述的致冷设备，其中所述磁性元件包括多个磁铁，所述多个磁铁呈弧形布置并且被配置成大体上沿径向向外的方向发射磁场。

14.根据权利要求13所述的致冷设备，其中由所述多个磁铁形成的所述弧形围绕所述周向在约170度到约190度的范围内延伸。

15.根据权利要求14所述的致冷设备，其中所述多个磁铁以HalBach阵列布置。

16.根据权利要求11所述的致冷设备，其中所述回热器外壳限定径向并且进一步包括空腔，所述空腔位于所述多个腔的径向内部，并且其中所述磁性元件进一步包括设置在所述空腔内的第一多个磁铁和设置在所述回热器外壳的径向外部的第二多个磁铁。

17.根据权利要求11所述的致冷设备，其中所述一对密封件中的每个密封件上的所述进出口对围绕所述周向在彼此相隔约170到约190度的范围内设置。

18.根据权利要求11所述的致冷设备，其中所述多个级中的每个级包括沿所述轴向依次设置的多个磁致热材料区域，其中每个区域包括磁致热材料，与相邻区域相比，所述磁致热材料对于所述磁致热材料的磁矩变化具有不同的温度范围。

19.根据权利要求18所述的致冷设备，其中所述多个区域沿所述轴向布置，以便所述磁致热材料的磁矩变化所对应的温度范围沿所述轴向逐个区域依次增加。

20.根据权利要求11所述的致冷设备，其进一步包括电动机，所述电动机与所述回热器外壳机械连接并且被配置成围绕所述轴向旋转所述回热器外壳。