CN117663524A - 一种耦合环路热管的磁热泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耦合环路热管的磁热泵，包括环路热管管体、吸液芯、磁热性材料、阻隔过滤网、热开关、流体工质和磁体组；环路热管管体分为冷端、蒸汽管路、热端、液体管路和储液区；所述冷端、所述储液区以及所述液体管路均设有吸液芯；所述蒸汽管路内部由阻隔过滤网封装有n段磁热性材料区域；所述热开关仅允许流体工质单向流动；本发明通过自冷端到各级磁热性材料再到热端的逐级加磁、再自热端到各级磁热性材料再到冷端的逐级去磁来拓宽温跨；当维持冷端附近环境温度恒定时，实现制热模式，当维持热端附近环境温度恒定时，实现制冷模式。本发明将磁热性材料耦合在环路热管内部，通过流体工质的相变换热快速完成级间回热，提高换热效率。

Description

一种耦合环路热管的磁热泵

技术领域

本发明涉及磁热泵技术领域，具体涉及一种耦合环路热管的磁热泵。

背景技术

磁热泵是利用磁热性材料的磁热效应来实现制冷或者制热的。当磁热性材料加磁时会向外界放出热量，可用于制热，当磁热性材料去磁时会从外界吸收热量，可用于制冷。磁热泵具有绿色环保、节能高效、安全可靠等优点。是最有潜力替代蒸汽压缩热泵循环的新型热泵技术之一。

由于单级磁热性材料的绝热温变极其有限，因此需要利用回热来拓宽系统温跨，在室温磁制冷技术领域，绝大多数的室温磁制冷循环都是基于主动磁回热器原理构建的。然而，主动式磁制冷循环具有对流换热系数低、回热损失大、回热速度慢、运行频率低以及能源利用率不高等问题。因此强化磁热性材料之间的回热过程，提高系统运行频率对提高循环的性能具有重要意义。

相变换热是一种广泛用于热管领域的强化换热方法，热管的换热高效性有望可以解决传统主动式磁回热器中的固有问题。一种具有磁制冷功能的热管组件的加工方法(201710412043.4)，该发明将磁热材料嵌于吸液芯中，由于磁热材料的毛细抽吸力较小，因此破坏了吸液芯的本身良好的毛细性能；其次，该发明在磁热效应管段两侧布置的阀门组件隔断了吸液芯，削弱了阀门组件与管体连接处吸液芯的毛细性能；并且受限于吸液芯的几何尺寸，磁热性材料的填充量较少，也进一步地限制了该发明所能达到的制冷效果。一种耦合重力热管的室温磁制冷装置及制冷方法(202110711664.9)该发明使用内部换热板来完成级间的回热，各级磁热重力热管区之间是独立的重力热管段，内部换热板的低导热性能及其极小的换热表面积成为制约该发明回热效率的重要因素。因此，如何设计一种传热高效、结构简单、并且同时拥有较大制冷量或制热量的磁热泵装置是本发明要解决的关键技术问题。

发明内容

本发明的目的在于解决上述关键技术问题，提供一种耦合环路热管的磁热泵，将磁热性材料耦合在环路热管内部，通过相变换热提高磁热性材料与流体工质之间的换热效率，提升运行频率，增加制冷/制热能力；同时由于环路热管的气液管路分离设计，蒸汽通道与液体回流通道互不干扰，有利于简化系统结构，利用多级磁热性材料，拓宽系统运行总温跨。

本发明至少通过如下技术方案之一实现。

一种耦合环路热管的磁热泵，包括环路热管管体、吸液芯、磁热性材料、阻隔过滤网、热开关、流体工质和磁体组；所述阻隔过滤网将磁热性材料封装在环路热管管体内部；所述磁热性材料两侧设有热开关，所述流体工质充注在抽真空后的环路热管内部；所述的环路热管管体内设有吸液芯，所述磁体组位于磁热性材料区域的外部。

进一步地，所述的环路热管管体沿轴向依次为冷端、蒸汽管路、热端、液体管路和储液区；所述储液区设在液体管路和冷端之间，从而形成完整的环路热管管体；

所述冷端、所述储液区以及所述液体管路均设有吸液芯；

所述蒸汽管路内部设有阻隔过滤网封装有n段磁热性材料区域，由冷端向热端依次为一级磁热性材料区、二级磁热性材料区、…、n级磁热性材料区；

各级磁热性材料区域外部放置所述磁体组；

所述的流体工质充注在抽真空后的环路热管内部，部分位于储液区内，部分被吸附于各级磁热性材料区内部以及吸液芯内部。

进一步地，所述的各级磁热性材料，其居里温度均与各级的工作温度相匹配。

进一步地，各段磁热性材料区域之间以及冷端、热端与磁热性材料区之间设有热开关。

进一步地，磁热性材料通过下阻隔过滤网、上阻隔过滤网封装在蒸汽管路内部。

进一步地，所述蒸汽管路、液体管路和储液区管体为塑料、玻璃等非金属管材，截面形状为圆形、矩形。

进一步地，所述吸液芯为氧化铝泡沫陶瓷、铜编织网。

进一步地，所述磁热性材料为颗粒状Gd、Gd基合金、La-Fe-Si合金；

所述的阻隔过滤网为铜材或者不锈钢材质编织丝网。

进一步地，所述热开关为单向阀或者电磁阀。

进一步地，具体运行方法：

从一级磁热性材料到n级磁热性材料依次加磁，首先，一级磁热性材料区加磁，一级磁热性材料区中吸附的流体工质吸收一级磁热性材料的热量而蒸发，蒸汽迅速经过一级磁热性材料区与二级磁热性材料区之间的热开关并传递至二级磁热性材料区，被二级磁热性材料冷凝成液体并吸附于二级磁热性材料区内部，在此过程中，一级磁热性材料加磁释放的热量被快速转移给二级磁热性材料，依此类推，加磁后磁热性材料产生的热量从一级磁热性材料逐级传至n级磁热性材料，最后n级磁热性材料区加磁后，n级磁热性材料区中吸附的流体工质吸收n级磁热性材料的热量而蒸发，蒸汽迅速经过热开关n+1并传递至热端，向环境散热冷凝成液体，液体工质沿液体管路在吸液芯的辅助作用下回流至储液区，并在吸液芯的毛细作用下不断向冷端补偿流体工质；

随后，从n级磁热性材料到一级磁热性材料依次去磁，首先，n级磁热性材料去磁降温，n-1级磁热性材料区中吸附的流体工质在温差的驱动下，吸收n-1级磁热性材料的热量而蒸发，蒸汽迅速经过热开关n并传递至n级磁热性材料区，被n级磁热性材料冷凝成液体并吸附于n级磁热性材料区内部，在此过程中，n-1级磁热性材料因热量被蒸汽带走而降温，依次类推，去磁后磁热性材料产生的温降致使热量逐级向上传递，最后一级磁热性材料区去磁降温后，冷端中的流体工质在温差驱动下吸收环境热量蒸发，蒸汽经过冷端与一级磁热性材料区之间的热开关并传递至一级磁热性材料区，被一级磁热性材料冷凝成液体并吸附于一级磁热性材料区内部；

当冷端维持在环境温度不变时，耦合环路热管的磁热泵实现制热模式，上述过程重复运行，实现连续制热；当热端维持在环境温度不变时，耦合环路热管的磁热泵实现制冷模式，上述过程重复运行，实现连续制冷。

本发明的有益效果是：将磁热性材料耦合在环路热管内部，通过相变换热提高磁热性材料与流体工质之间的换热效率，提升运行频率，增加制冷/制热能力；同时由于环路热管的气液管路分离设计，蒸汽通道与液体回流通道互不干扰，有利于简化系统结构，利用多级磁热性材料，拓宽系统运行总温跨。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本发明实施例一级耦合环路热管的磁热泵的结构示意图；

图2是本发明实施例一级耦合环路热管的磁热泵的运行原理图；

图3是本发明实施例二级耦合环路热管的磁热泵的结构示意图；

图4是本发明实施例二级耦合环路热管的磁热泵的运行原理图；

图5是本发明实施例环状吸液芯截面图；

图6是本发明实施例阻隔吸液芯截面图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，而不是对本发明的限制。

本发明以一级耦合环路热管的磁热泵和二级耦合环路热管的磁热泵作为具体实施方式，其实施方式可根据实际推广至多级耦合环路热管的磁热泵。

实施例1

如图1所示，一种一级耦合环路热管的磁热泵，包括环路热管管体1、第一热开关501、第二热开关502、流体工质和磁体组6。

具体而言，所述的环路热管管体1分为冷端7、蒸汽管路8、热端9、液体管路10和储液区11；

具体而言，所述冷端7、所述储液区11以及所述液体管路10均设有环状吸液芯201；所述冷端7与所述储液区11之间还设有阻隔吸液芯202；

具体而言，所述蒸汽管路8内部由下阻隔过滤网401、上阻隔过滤网402封装有磁热性材料3，共同构成磁热性材料区12；

具体而言，所述下阻隔过滤网401、上阻隔过滤网402位于磁热性材料3的两端，四周与环路热管管体1内壁结合紧密；

具体而言，所述第一热开关501位于所述冷端7与所述磁热性材料区12之间，仅允许所述流体工质从所述冷端7向所述磁热性材料区12单向流动；所述第二热开关502位于所述磁热性材料区12与所述热端9之间，仅允许所述流体工质从所述磁热性材料区12向所述热端9单向流动；

具体而言，所述流体工质充注在抽真空后的环路热管管体1内部，大部分位于储液区11内，部分被吸附于磁热性材料区12内部以及环状吸液芯201和阻隔吸液芯202内部；

具体而言，所述的磁体组6放置于磁热性材料区12的外部。

作为一种实施例，所述冷端7、热端9管体为铜、不锈钢等金属管材，截面形状为圆形、矩形等；

所述蒸汽管路8、所述液体管路10、所述储液区11管体为塑料、玻璃等非金属管材，截面形状为圆形、矩形等；

所述环状吸液芯201、阻隔吸液芯202为氧化铝泡沫陶瓷、铜编织网等；

所述磁热性材料3为颗粒状Gd、Gd基合金、La-Fe-Si合金等；

所述下阻隔过滤网401、上阻隔过滤网402为铜材或者不锈钢材质编织丝网；所述第一热开关501、第二热开关502为单向阀或电磁阀等；

所述的流体工质为水、甲醇等；所述的磁体组6为永磁体或者电磁场。

如图2所示，本发明的一种一级耦合环路热管的磁热泵，其运行过程如下：

首先，磁热性材料3被磁体组6加磁，温度升高，磁热性材料区12内吸附的流体工质吸收磁热性材料3的热量而蒸发，蒸汽迅速经过第二热开关502并传递至热端9，在热端9将热量释放给环境，并冷凝成液体，冷凝后的液体工质沿液体管路在环状吸液芯201的毛细力作用下回流至储液区11，在此过程中，磁热性材料3加磁后的热量被快速转移至环境，磁热性材料3温度降低；随后，磁体组6被移除，磁热性材料3去磁，温度进一步降低，冷端9内环状吸液芯201中吸附的液体工质在温差的驱动下，吸收环境热量蒸发，蒸汽迅速经过第一热开关501并传递至磁热性材料区12，在磁热性材料区12内将热量释放给磁热性材料3并冷凝成液体，冷凝后的液体工质被吸附于磁热性材料区12内部，在此过程中，环境的热量被快速转移至磁热性材料3，磁热性材料3的温度升高；在上述运行过程中，储液区11的液体工质在阻隔吸液芯202和环状吸液芯201的毛细力作用下源源不断地向冷端7补偿流体工质，从而形成完整的循环。

在上述运行过程中，当维持冷端7附近的环境温度不变时，所述一级耦合环路热管的磁热泵实现制热模式；当维持热端9附近的环境温度不变时，所述一级耦合环路热管的磁热泵实现制冷模式。

实施例2

如图3所示，一种二级耦合环路热管的磁热泵，包括环路热管管体1、环状吸液芯201、阻隔吸液芯202、一级磁热性材料301、二级磁热性材料302、一级下阻隔过滤网401、一级上阻隔过滤网402、二级下阻隔过滤网403、二级上阻隔过滤网404、第一热开关501、第二热开关502、第三热开关503、流体工质、一级磁体组601和二级磁体组602。

具体而言，所述的环路热管管体1分为冷端7、蒸汽管路8、热端9、液体管路10和储液区11；

具体而言，所述冷端7、所述储液区11以及所述液体管路10均设有环状吸液芯201；所述冷端7与所述储液区11之间还设有阻隔吸液芯202；

具体而言，所述蒸汽管路8内部由一级下阻隔过滤网401、一级上阻隔过滤网402封装有一级磁热性材料301，共同构成一级磁热性材料区1201；由二级下阻隔过滤网403、二级上阻隔过滤网404封装有二级磁热性材料302，共同构成二级磁热性材料区1202；

具体而言，所述的一级磁热性材料301，其居里温度与一级工作温度相匹配；所述的二级磁热性材料302，其居里温度与二级工作温度相匹配；

具体而言，所述一级下阻隔过滤网401、一级上阻隔过滤网402位于一级磁热性材料301的两端，四周与环路热管管体1内壁结合紧密；所述二级下阻隔过滤网403、二级上阻隔过滤网404位于二级磁热性材料302的两端，四周与环路热管管体1内壁结合紧密；

具体而言，所述第一热开关501位于所述冷端7与所述一级磁热性材料区1201之间，仅允许所述流体工质从所述冷端7向所述一级磁热性材料区1201单向流动；所述第二热开关502位于所述一级磁热性材料区1201与所述二级磁热性材料区1202之间，仅允许所述流体工质从所述一级磁热性材料1201向所述二级磁热性材料区1202单向流动；所述第三热开关503位于所述二级磁热性材料1202与所述热端9之间，仅允许所述流体工质从所述二级磁热性材料区1202向所述热端9单向流动；

具体而言，所述流体工质充注在抽真空后的环路热管管体1内部，大部分位于储液区11内，部分被吸附于一级磁热性材料区1201、二级磁热性材料区1202内部以及环状吸液芯201和阻隔吸液芯202内部；

具体而言，所述的一级磁体组601放置于一级磁热性材料区1201的外部、所述的二级磁体组602放置于二级磁热性材料区1202的外部。

优选地，所述冷端7、热端9管体为铜、不锈钢等金属管材，截面形状为圆形、矩形等；所述蒸汽管路8、所述液体管路10、所述储液区11管体为塑料、玻璃等非金属管材，截面形状为圆形、矩形等；所述环状吸液芯201、阻隔吸液芯202为氧化铝泡沫陶瓷、铜编织网等；所述一级磁热性材料301和二级磁热性材料302为颗粒状Gd、Gd基合金、La-Fe-Si合金等；所述一级下阻隔过滤网401、一级上阻隔过滤网402、二级下阻隔过滤网403、二级上阻隔过滤网404为铜材或者不锈钢材质编织丝网；所述第一热开关501、第二热开关502、第三热开关503为单向阀或电磁阀等；所述的流体工质为水、甲醇等；所述的一级磁体组601和二级磁体组602为永磁体或者电磁场。

如图4所示，本发明的一种二级耦合环路热管的磁热泵，其运行过程如下：

首先，一级磁热性材料301被一级磁体组601加磁，温度升高，一级磁热性材料区1201内吸附的流体工质吸收一级磁热性材料301的热量而蒸发，蒸汽迅速经过第二热开关502并传递至二级磁热性材料区1202，在二磁热性材料区1202内将热量释放给二磁热性材料302并冷凝成液体，冷凝后的液体工质被吸附于二级磁热性材料区1202内部，在此过程中，一级磁热性材料301加磁后的热量被快速转移给二级磁性热材料302，一级磁热性材料301温度降低，二级磁热性材料302温度升高；随后，二级磁热性材料302被二级磁体组602加磁，温度进一步升高，二级磁热性材料区1202内吸附的流体工质吸收二级磁热性材料302的热量而蒸发，蒸汽迅速经过第三热开关503并传递至热端9，在热端9将热量释放给环境，并冷凝成液体，冷凝后的液体工质沿液体管路在环状吸液芯201的毛细力作用下回流至储液区11，在此过程中，二级磁热性材料302加磁后的热量被快速转移给环境，二级磁热性材料302的温度降低；随后，二级磁体组602被移除，二级磁热性材料302去磁，温度进一步降低，一级磁热性材料区1201内吸附的流体工质在温差的驱动下，吸收一磁热性材料301的热量蒸发，蒸汽迅速经过第二热开关502并传递至二级磁热性材料区1202，在二级磁热性材料1202内将热量释放给二级磁热性材料302并冷凝成液体，冷凝后的液体工质被吸附于二级磁热性材料区1202内部，在此过程中，一级磁热性材料301温度降低，二级磁热性材料302温度升高；最后，一级磁体组601被移除，一级磁热性材料301去磁，温度进一步降低，冷端9内环状吸液芯201中吸附的液体工质在温差的驱动下，吸收环境热量蒸发，蒸汽迅速经过第一热开关501并传递至一级磁热性材料区1201，在一级磁热性材料区1201内将热量释放给一级磁热性材料301并冷凝成液体，冷凝后的液体工质被吸附于一级磁热性材料区1201内部，在此过程中，环境的热量被快速转移至一级磁热性材料301，一级磁热性材料301的温度升高；在上述运行过程中，储液区11的液体工质在阻隔吸液芯202和环状吸液芯201的毛细力作用下源源不断地向冷端7补偿流体工质，从而形成完整的循环。

在上述运行过程中，当维持冷端7附近的环境温度不变时，所述二级耦合环路热管的磁热泵实现制热模式；当维持热端9附近的环境温度不变时，所述二级耦合环路热管的磁热泵实现制冷模式。

实施例3

在上述实施例的基础上，所述蒸汽管路内部设有阻隔过滤网封装有n段磁热性材料区域，由冷端向热端依次为一级磁热性材料区、二级磁热性材料区、…、n级磁热性材料区；

所述热开关共有n+1个，分别为位于冷端与一级磁热性材料区之间的热开关1、一级磁热性材料区与二级磁热性材料区之间的热开关2、…、n级磁热性材料区与热端之间的热开关n+1；所述的各级磁热性材料，其居里温度均与各级的工作温度相匹配；

所述热开关为单向阀或者电磁阀，所述热开关1仅允许流体工质从所述冷端向所述一级磁热性材料区单向流动、所述热开关2仅允许流体工质从所述一级磁热性材料区向所述二级磁热性材料区单向流动、…、所述热开关n+1仅允许流体工质从所述n级磁热性材料区向所述热端单向流动；

其具体运行方法：

从一级磁热性材料到n级磁热性材料依次加磁，首先，一级磁热性材料区加磁，一级磁热性材料区中吸附的流体工质吸收一级磁热性材料的热量而蒸发，蒸汽迅速经过一级磁热性材料区与二级磁热性材料区之间的热开关2并传递至二级磁热性材料区，被二级磁热性材料冷凝成液体并吸附于二级磁热性材料区内部，在此过程中，一级磁热性材料加磁释放的热量被快速转移给二级磁热性材料，依此类推，加磁后磁热性材料产生的热量从一级磁热性材料逐级传至n级磁热性材料，最后n级磁热性材料区加磁后，n级磁热性材料区中吸附的流体工质吸收n级磁热性材料的热量而蒸发，蒸汽迅速经过热开关n+1并传递至热端，向环境散热冷凝成液体，液体工质沿液体管路在吸液芯的辅助作用下回流至储液区，并在吸液芯的毛细作用下不断向冷端补偿流体工质；

随后，从n级磁热性材料到一级磁热性材料依次去磁，首先，n级磁热性材料去磁降温，n-1级磁热性材料区中吸附的流体工质在温差的驱动下，吸收n-1级磁热性材料的热量而蒸发，蒸汽迅速经过热开关n并传递至n级磁热性材料区，被n级磁热性材料冷凝成液体并吸附于n级磁热性材料区内部，在此过程中，n-1级磁热性材料因热量被蒸汽带走而降温，依次类推，去磁后磁热性材料产生的温降致使热量逐级向上传递，最后一级磁热性材料区去磁降温后，冷端中的流体工质在温差驱动下吸收环境热量蒸发，蒸汽经过冷端与一级磁热性材料区之间的热开关1并传递至一级磁热性材料区，被一级磁热性材料冷凝成液体并吸附于一级磁热性材料区内部；

当冷端维持在环境温度不变时，耦合环路热管的磁热泵实现制热模式，上述过程重复运行，实现连续制热；当热端维持在环境温度不变时，耦合环路热管的磁热泵装置实现制冷模式，上述过程重复运行，实现连续制冷。

尽管已经描述了本发明的实施例，本领域的相关技术人员可以理解为：在不脱离本发明宗旨的原理和情况下，对这些实施例进行的多种变化、修改、替换及变形等，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种耦合环路热管的磁热泵，其特征在于，包括环路热管管体、吸液芯、磁热性材料、阻隔过滤网、热开关、流体工质和磁体组；所述阻隔过滤网将磁热性材料封装在环路热管管体内部；所述磁热性材料两侧设有热开关，所述流体工质充注在抽真空后的环路热管内部；所述的环路热管管体内设有吸液芯，所述磁体组位于磁热性材料区域的外部。

2.根据权利要求1所述的耦合环路热管的磁热泵，其特征在于：

所述的环路热管管体沿轴向依次为冷端、蒸汽管路、热端、液体管路和储液区；所述储液区设在液体管路和冷端之间，从而形成完整的环路热管管体；

所述冷端、所述储液区以及所述液体管路均设有吸液芯；

所述蒸汽管路内部设有阻隔过滤网封装有n段磁热性材料区域，由冷端向热端依次为一级磁热性材料区、二级磁热性材料区、…、n级磁热性材料区；

各级磁热性材料区域外部放置所述磁体组；

所述的流体工质充注在抽真空后的环路热管内部，部分位于储液区内，部分被吸附于各级磁热性材料区内部以及吸液芯内部。

3.根据权利要求2所述的耦合环路热管的磁热泵，其特征在于：所述的各级磁热性材料，其居里温度均与各级的工作温度相匹配。

4.根据权利要求2所述的耦合环路热管的磁热泵，其特征在于：各段磁热性材料区域之间以及冷端、热端与磁热性材料区之间设有热开关。

5.根据权利要求2所述的耦合环路热管的磁热泵，其特征在于：磁热性材料通过下阻隔过滤网、上阻隔过滤网封装在蒸汽管路内部。

6.根据权利要求2所述耦合环路热管的磁热泵，其特征在于：所述蒸汽管路、液体管路和储液区管体为塑料、玻璃非金属管材，截面形状为圆形、矩形。

7.根据权利要求1所述耦合环路热管的磁热泵，其特征在于：所述吸液芯为氧化铝泡沫陶瓷、铜编织网。

8.根据权利要求1所述耦合环路热管的磁热泵，其特征在于：所述磁热性材料为颗粒状Gd、Gd基合金、La-Fe-Si合金；

所述的阻隔过滤网为铜材或者不锈钢材质编织丝网。

9.根据权利要求1所述耦合环路热管的磁热泵，其特征在于：所述热开关为单向阀或者电磁阀。

10.根据权利要求2所述的耦合环路热管的磁热泵，其特征在于：具体运行方法：

从一级磁热性材料到n级磁热性材料依次加磁，首先，一级磁热性材料区加磁，一级磁热性材料区中吸附的流体工质吸收一级磁热性材料的热量而蒸发，蒸汽迅速经过一级磁热性材料区与二级磁热性材料区之间的热开关并传递至二级磁热性材料区，被二级磁热性材料冷凝成液体并吸附于二级磁热性材料区内部，在此过程中，一级磁热性材料加磁释放的热量被快速转移给二级磁热性材料，依此类推，加磁后磁热性材料产生的热量从一级磁热性材料逐级传至n级磁热性材料，最后n级磁热性材料区加磁后，n级磁热性材料区中吸附的流体工质吸收n级磁热性材料的热量而蒸发，蒸汽迅速经过热开关n+1并传递至热端，向环境散热冷凝成液体，液体工质沿液体管路在吸液芯的辅助作用下回流至储液区，并在吸液芯的毛细作用下不断向冷端补偿流体工质；

随后，从n级磁热性材料到一级磁热性材料依次去磁，首先，n级磁热性材料去磁降温，n-1级磁热性材料区中吸附的流体工质在温差的驱动下，吸收n-1级磁热性材料的热量而蒸发，蒸汽迅速经过热开关n并传递至n级磁热性材料区，被n级磁热性材料冷凝成液体并吸附于n级磁热性材料区内部，在此过程中，n-1级磁热性材料因热量被蒸汽带走而降温，依次类推，去磁后磁热性材料产生的温降致使热量逐级向上传递，最后一级磁热性材料区去磁降温后，冷端中的流体工质在温差驱动下吸收环境热量蒸发，蒸汽经过冷端与一级磁热性材料区之间的热开关并传递至一级磁热性材料区，被一级磁热性材料冷凝成液体并吸附于一级磁热性材料区内部；

当冷端维持在环境温度不变时，耦合环路热管的磁热泵实现制热模式，上述过程重复运行，实现连续制热；当热端维持在环境温度不变时，耦合环路热管的磁热泵实现制冷模式，上述过程重复运行，实现连续制冷。