DE60222466T2 - Magnetische kühlvorrichtung mit rotierendem magneten - Google Patents

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Alexander G. Cambridge JASTRAB
Lewis M. Barrington LAWTON
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Description

  • Diese Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der magnetischen Kühlung und aktive magnetische regenerative Kühlvorrichtungen.
  • Magnetische Kühlung unter Verwendung von magnetokalorischen Materialien als Arbeitselement verspricht, wichtige Beschränkungen in Verbindung mit herkömmlichen Kühltechnologien zu lösen, die Gasverdichtung und Gasentspannung nutzen. Magnetokalorische Materialien haben die Eigenschaft, dass sich ihre Temperatur ändert, wenn ein Magnetfeld angelegt wird. Bei einem Material nahe einem Übergang von einem ferromagnetischen Zustand zu einem paramagnetischen Zustand erwärmt sich das Material bei Magnetisieren und kühlt bei Entmagnetisieren ab. Magnetische Kühlung kann die Verwendung flüchtiger Fluide wie Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW), die umweltschädlich sein können, vermeiden. Magnetische Kühlung kann energieeffizienter als herkömmliche Kühltechnologien sein. Magnetische Kühlung kann auch sehr niedrige Temperaturen erzeugen, die zum Beispiel eine kostengünstige Herstellung von flüssigem Wasserstoff zur Verwendung als alternativer Kraftstoff für Transport und andere Anwendungen ermöglichen können. Somit besteht seit langem die Motivation, eine wirksame Vorrichtung für magnetische Kühlung zu finden.
  • Viele magnetische Regeneratoren nutzen aktive magnetische Regeneration als Betriebsprinzip. Der Begriff aktiv bedeutet, dass ein Magnetfeld an einem magnetokalorischen Material angelegt und dann entfernt wird. Ein Regenerator ist eine Wärmevorrichtung, die während einer Phase eines regenerativen Zyklus Wärme in ein Wärmeübertragungsmedium überträgt und dann während einer Gegenphase des regenerativen Zyklus Wärme aus diesem Wärmeübertragungsmedium heraus überträgt. Aktive magnetische Regeneration bezeichnet einen Regenerator, der ein sich zeitlich veränderndes Magnetfeld sowie ein Hin- und Herfließen eines Wärmeübertragungsmediums zu einem länglichen Behälter mit magnetokalorischen Materialien verwendet, um entlang des Behälters mit magnetokalorischen Materialien ein Temperaturgefälle zu erzeugen und ein Übertragen von Wärme in und aus dem Wärmeübertragungsmedium zu ermöglichen. Aktive magnetische Regeneration kann in einer magnetischen Kühlvorrichtung zum Vorsehen von Kühlung oder in einer Wärmepumpe zum Vorsehen von Erwärmung verwendet werden.
  • In einer typischen aktiven magnetischen Regeneratorvorrichtung ist ein Bett aus magnetokalorischem Material, das gegenüber einem Wärmeübertragungsfluid porös ist, mit zwei Wärmetauschern verbunden, wobei Mechanismen zum Magnetisieren und Entmagnetisieren des Betts und zum Bewirken eines Hin- und Herfließens von Fluid durch das Bett aus magnetokalorischem Material von einem Wärmetauscher zum anderen vorgesehen sind. Eine typische aktive magnetische Regeneratorvorrichtung führt für gewöhnlich vier Grundbetriebe aus: (1) Bettmagnetisierung, die die Temperatur des magnetokalorischen Materials in dem Bett durch den magnetokalorische Effekt anhebt; (2) Fluidübertragung in der kalten Seite in Richtung der heißen Seite, wobei erwärmtes Fluid aus dem Bett in einen Wärmetauscher der heißen Seite fließt, wo Wärme freigesetzt werden kann; (3) Bettentmagnetisieren, was die Temperatur des magnetokalorischen Materials im Bett durch den magnetokalorischen Effekt senkt; und (4) Fluidübertragung in der heißen Seite in Richtung der kalten Seite, wobei gekühltes Fluid aus dem Bett und in einen Wärmetauscher der kalten Seite fließt, wo die Wärme absorbiert werden kann.
  • Die Schrift US-A-5091361 offenbart eine magnetische Kühlung verwendende Wärmeübertragungsvorrichtung.
  • Die Erfindung wird in den Ansprüchen dargelegt.
  • Erfindungsgemäß weist eine magnetische Kühlvorrichtung ein magnetisches Regeneratorbett, das magnetokalorisches Material enthält, einen Magneten und ein Mittel zum Bewegen des Magneten in einer Bahn neben dem magnetischen Regeneratorbett auf, wodurch die Bewegung des Magneten eine Veränderung der Magnetfeldstärke in dem magnetischen Regeneratorbett erzeugt, was wiederum zu einer Änderung der Temperatur des magnetokalorischen Materials führt.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung besteht das magnetische Regeneratorbett aus mehreren in einem Ring angeordneten Abschnitten, und ein Magnet ist an einer sich drehenden Anordnung angebracht, die den Magnet in einer Bahn um den Ring bewegt.
  • In einer Ausführung der Erfindung umfasst eine Wärmeübertragungsvorrichtung einen ringförmigen Behälter, der mehrere magnetische Regeneratorabschnitte, einen zur Drehung um die Mittelachse des ringförmigen Behälters angebrachten Magneten, einen Wärmetauscher und ein Ventil aufweist. Jeder magnetische Regeneratorabschnitt hat eine heiße Seite und eine kalte Seite und jeder magnetische Regeneratorabschnitt enthält magnetokalorisches Material, das das Fließen von Wärmeübertragungsfluid durch dieses magnetokalorische Material zulässt. Das Ventil weist eine axiale Öffnung und mehrere radiale Öffnungen auf. Die axiale Öffnung des Ventils ist durch ein Rohr mit dem heißen Wärmetauscher verbunden, und jede radiale Öffnung des Ventils ist durch ein Rohr mit der heißen Seite eines magnetischen Regeneratorabschnitts verbunden. Die Drehung des Magneten erzeugt eine zyklische Veränderung der Magnetfeldstärke in den magnetischen Regeneratorabschnitten. Die Veränderung der Magnetfeldstärke ruft eine zyklische Veränderung der Temperatur des magnetokalorischen Materials in den magnetischen Regeneratorabschnitten hervor. Das Ventil wird verwendet, um ein Fließen des Wärmeübertragungsfluids zum geeigneten Zeitpunkt von den magnetischen Regeneratorabschnitten zu und von dem Wärmetauscher zu veranlassen, um die zyklische Veränderung der Temperatur eines magnetokalorischen Materials für Wärmeübertragung zu nutzen.
  • In einer anderen Ausführung der Erfindung umfasst eine Wärmeübertragungsvorrichtung eine ringförmige Anordnung mehrerer magnetischer Regeneratorabschnitte, die magnetokalorisches Material enthalten, einen zur Drehung um die Mittelachse der ringförmigen Anordnung von magnetischen Regeneratorabschnitten angebrachten Magneten und ein Ventil mit einer axialen Öffnung, eine sich drehende innere Anordnung und mehrere radiale Öffnungen, wobei die sich drehende innere Anordnung synchron mit der Drehung des Magneten dreht, um das Fließen von Wärmeübertragungsfluid zwischen der axialen Öffnung und einer oder mehreren der radialen Öffnungen anzubinden.
  • Eine magnetische Kühlvorrichtung mit sich drehendem Magneten nach einer solchen bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführung weist mehrere erwünschte Merkmale auf. Der Eintrag von Arbeit in die Vorrichtung erfolgt mittels kreisförmiger Bewegung, die bei konstanter Drehzahl vorliegen kann. Die Kräfte sind gut ausgewogen, so dass die Nettoantriebskraft hauptsächlich die zum Antreiben des Kühlungsprozesses erforderliche Kraft ist, und diese Kraft ist nahezu konstant. Bei dem magnetokalorischen Material erfolgt ein Hin- und Herfließen, was das Ausführen von regenerativen Zyklen ermöglicht, und dennoch werden Totvolumenwirkungen in den Wärmetauschern oder zwischen dem magnetokalorischen Material und den Wärmetauschern minimiert. Schließlich können die in dem Ventil verwendeten Dichtungen von einfacher Ausführung sein, werden minimalem Verschleiß ausgesetzt und erzeugen minimale Reibung.
  • Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden eingehenden Beschreibung in Verbindung mit den Begleitzeichnungen hervor. Hierbei zeigen:
  • 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße magnetische Kühlvorrichtung mit sich drehendem Magneten.
  • 2 eine Draufsicht auf einen beispielhaften Abschnitt, der magnetokalorisches Material enthält.
  • 3 eine Draufsicht auf die magnetische Kühlvorrichtung mit sich drehendem Magneten von 1, wobei die Wärmeübertragungsfluidkomponenten entfernt wurden.
  • 4 eine Draufsicht auf die Wärmeübertragungsfluidkomponenten in der magnetischen Kühlvorrichtung mit sich drehendem Magneten von 1.
  • 5 eine Querschnittansicht der magnetischen Kühlvorrichtung allgemein entlang der Linien 5-5 von 1.
  • 6 eine Querschnittansicht eines beispielhaften Magneten zur Verwendung in der magnetischen Kühlvorrichtung von 1.
  • 7 eine Querschnittansicht eines beispielhaften Ventils zur Verwendung in der magnetischen Kühlvorrichtung von 1.
  • Eine bevorzugte Ausführung einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung mit sich drehendem Magneten, die allgemein bei 10 gezeigt wird, verwendet einen ortsfesten ringförmigen Behälter 11 mit magnetokalorischem Material 12, der durch radiale Grenzen 14, wie in 1-3 gezeigt, in eine Reihe von Abschnitten 13 unterteilt ist (in 1 werden 12 Abschnitte gezeigt). Diese radialen Grenzen 14 behindern das Strömen von Fluid und Wärme. Jeder Abschnitt 13 weist eine kalte Seite 15 und eine heiße Seite 16 auf, und das magnetokalorische Material 12 darin ist gegenüber Fluidfluss porös, was das Fließen des Wärmeübertragungsfluids 17 abwechselnd von der kalten Seite 15 zur heißen Seite 16 oder von der heißen Seite 16 zur kalten Seite 15 zulassen kann.
  • Wie am Besten in 2 und 4 gezeigt wird, umfasst jeder Abschnitt 13 ein Paar Fluidzugangsöffnungen und zugeordnete Rohre an seiner kalten Seite 15, darunter ein Einlassrohr 21 der kalten Seite, das mit einer Einlassöffnung 22 der kalten Seite verbunden ist, und eine Auslassöffnung 24 der kalten Seite, die mit einem Auslassrohr 23 der kalten Seite verbunden ist, und ein Paar Fluidzugangsöffnungen und zugeordnete Rohre an seiner heißen Seite 16, die aus einem Einlassrohr 31 der heißen Seite und einer Einlassöffnung 32 der heißen Seite sowie einer Auslassöffnung 34 der heißen Seite und einem Auslassrohr 33 der heißen Seite bestehen.
  • Ein oder mehrere Magneten 40 sind für kreisförmige Bewegung angebracht, um deren kreisförmiges Antreiben um den ortsfesten ringförmigen Behälter 11 mit magnetokalorischem Material 12 zu ermöglichen. Wie am Besten in 5 gezeigt wird, kann jeder Magnet 40 an einer sich drehenden Magnethalterung 43 angebracht werden, die durch einen Motor 44 angetrieben werden kann. Wie am Besten in 6 gezeigt wird, kann jeder Magnet 40 gegenüberliegende Flächen 53 aufweisen, die den Magnetfluss durch einen Abschnitt 13, der magnetokalorisches Material 12 enthält, bündeln. Wie am besten in 5 und 6 gezeigt wird, ist der Magnet 40 ein Dauermagnet, der aus einem oder mehreren dauerhaft magnetisierten Teilen 41 und einem oder mehreren Eisenteilen 42 bestehen kann..
  • Wie am Besten in 3 gezeigt wird, ist die Auslegung des Magneten solcher Art, dass der aus den Magneten 40 durch die Flächen 53 austretende Fluss in einem oder mehreren Abschnitten 13 konzentriert wird, die sich in Bereichen 50, die am nächsten zu den Magneten 40 liegen, befinden, während nahezu kein Fluss in die Abschnitte 13 eindringt, die in Bereichen 51 liegen, die fern der Magneten 40 sind. Ein Zwischenwert an Fluss kann in die Abschnitte 13 eindringen, die in Bereichen 52 liegen, die sich bei einem Zwischenabstand von den Magneten 40 befinden. Die Bewegung der Magneten 40 erzeugt somit eine zyklische Veränderung der Magnetfeldstärke an jedem Abschnitt 13, was wiederum zu einer zyklischen Veränderung der Temperatur des magnetokalorischen Materials 12 mittels des magnetokalorischen Effekts führt. Zu einem vorgegebenen Zeitpunkt unterliegen die Abschnitte 13, die in Bereichen 50 sind, einem relativ starken Magnetfeld, die Abschnitte 13, die in Bereichen 51 sind, unterliegen einem relativ schwachen Feld und die Abschnitte 13, die in Bereichen 52 sind, unterliegen einem Feld mittlerer Stärke.
  • Wie am Besten in 4 gezeigt wird, ist eine Wärmeübertragungsfluidpumpe 60, die bei einer konstanten Drehzahl betrieben werden kann, mit einem Fluidflusskreislauf verbunden, der aus einem den Kreislauf durchziehenden Wärmeübertragungsfluid 17, einem Heißwärmetauscher 62, einem Kaltwärmetauscher 63, einer Reihe von Ventilen 71-74, den Abschnitten 13 und Verbindungsrohren und -öffnungen besteht. In 1 und 4 werden nur ein Sechstel der den Betten zugeordneten Rohre gezeigt.
  • Wie am Besten in 5 gezeigt wird, kann der Motor 44 eine Motorwelle 45 umfassen. An der Motorwelle 45 kann eine Pumpenantriebsriemenscheibe 46 angebracht sein, und zum Antreiben der Wärmeübertragungsfluidpumpe 60 kann ein Pumpenantriebsriemen 61 verwendet werden. Eine Drehzahlreduzierungsvorrichtung 47, die eine Drehzahlreduzierungswelle 48 umfasst, kann ebenfalls an der Motorwelle 45 angebracht sein. Wie am Besten in 1 und 5 gezeigt wird, kann eine Ventilantriebsriemenscheibe 49 an der Drehzahlreduzierungsvorrichtungswelle 48 angebracht sein, und zum Antreiben der Ventile 71-74 kann ein Ventilantriebsriemen 75 verwendet werden.
  • Wie am Besten in 1 und 4 gezeigt wird, werden zu dem Zeitpunkt, da die Magneten 40 über den Abschnitten 13 sitzen, die in Bereichen 50 angeordnet sind, die Ventile 71-74 in solche Positionen gesetzt, dass das durch die axiale Öffnung 76 von dem Rohr 83 in das Ventil 73 eindringende Wärmeübertragungsfluid 17 von dem Ventil 73 durch eine radiale Öffnung 77 zu Einlassrohren 21 der kalten Seite und Einlassöffnungen 22 der kalten Seite zu den Abschnitten 13, die sich in Bereichen 50 bei starkem Magnetfeld befinden, wo das Wärmeübertragungsfluid 17 durch das magnetokalorische Material 12 erwärmt wird, dann durch Auslassöffnungen 34 der heißen Seite und Auslassrohre 33 der heißen Seite zu einer radialen Öffnung 77 am Ventil 71, dann durch die axiale Öffnung 76 zum Rohr 81 zu der Fluidpumpe 60, dann durch das Rohr 85 zu dem Heißwärmetauscher 62 gelenkt wird, wo die Wärme an die Umgebung abgegeben wird.
  • Wie am Besten in 1 und 6 gezeigt wird, tritt das Wärmeübertragungsfluid aus dem Heißwärmetauscher 62 aus und fließt dann durch das Rohr 82 zu der axialen Öffnung 76 an dem Ventil 72, wo das Wärmeübertragungsfluid 17 durch eine radiale Öffnung 77 zu Einlassrohren 31 der heißen Seite und Einlassöffnungen 32 der heißen Seite zu den Abschnitten 13, die in Bereichen 51 bei schwachem Magnetfeld liegen, wo das Wärmeübertragungsfluid 17 gekühlt wird, und dann durch Auslassöffnungen 24 der kalten Seite und Auslassrohre 23 der kalten Seite zu einer radialen Öffnung 77 am Ventil 74, dann durch die axiale Öffnung 76 und durch das Rohr 84 zu dem Kaltwärmetauscher 63 gelenkt wird, wo die Wärmelast gekühlt wird.
  • Wenn der Magnet/die Magneten 40 um den ortsfesten ringförmigen Behälter 11 bewegt wird/werden, werden verschiedene Abschnitte 13 einem starken und schwachen Magnetfeld ausgesetzt, und die Einstellung der Ventile 71-74 und somit das Fließen in den Rohren und den Abschnitten 13 werden entsprechend geändert. Die Ventile 71-74 werden so eingestellt, dass das Fließen von Wärmeübertragungsfluid 17 in den Heiß- und Kaltwärmetauschern 62-63 und in jedem Rohr 81-85 zwischen der Fluidpumpe 60, den Ventilen 71-74 und den Wärmetauschern 62-63 in einer einzigen Richtung erfolgt. Zudem wird das Fließen von Wärmeübertragungsfluid 17 in den Rohren zwischen den Abschnitten 13 und den Wärmetauschern 62-63 so eingestellt, dass das Fließen in jedem Rohr entweder in eine einzige Richtung erfolgt oder null ist.
  • Durch Korrigieren der Einstellung der Ventile 71-74 ist es somit möglich, die Wirkungen von Totvolumen in den Wärmetauschern 62-63 oder den Rohren zu den Wärmetauschern 62-63 zu vermeiden, indem mit Ausnahme des Inneren der Abschnitte 13, wo richtig zeitgesteuertes Umkehrströmen erfolgt, überall ein Fließen in einer Richtung sichergestellt wird. Die einzigen Dichtungen 78, die den sich bewegenden Flächen ausgesetzt sind und die somit möglicherweise Reibungserwärmung erzeugen, sind in den Ventilen 71-74 und vielleicht der Pumpe 60. Diese Dichtungen sind kompakt und sind relativ niedrigen Oberflächengeschwindigkeiten ausgesetzt.
  • Es gibt verschiedene Möglichkeiten bezüglich alternativer Ausführungen einer erfindungsgemäßen magnetischen Kühlvorrichtung.
  • In der oben beschriebenen Ausführung werden zwei Magneten 40 verwendet, und Fluss von dem Kaltwärmetauscher 63 wird zu einem einzigen Paar von Abschnitten 13 in den Bereichen 50 bei starkem Magnetfeld durch eine einzige Öffnung des Ventils 73 gelenkt, doch ist dies nicht erforderlich. Die Magneten 40 können über mehr als einem Paar von Abschnitten 13 zu einem vorgegebenen Zeitpunkt ein starkes Magnetfeld ausüben, in welchem Fall es vorteilhaft ist, wenn der Fluss von dem Kaltwärmetauscher 63 gleichzeitig zu mehr als einem Paar Abschnitten 13 gelenkt wird. Dies kann mit dem gleichen Rohrsystem wie vorstehend beschrieben durch Ändern der Ventile 71-74, so dass gleichzeitig ein Fließen durch mehrere radiale Öffnungen 77 erfolgt, geschehen. Die Ventile 71-74 können auch so konstruiert sein, dass sich der Fluss zu einer vorgegebenen radialen Öffnung 77 allmählich einschaltet, was synchron mit einer allmählichen Zunahme oder Abnahme des Magnetfelds an dem entsprechenden Abschnitt 13 veranlasst werden kann. Durch ein ähnliches Flusssystem wie das oben beschriebene, doch mit einer anderen Anordnung von Ventilen und Rohren, kann eine andere Anzahl an Magneten 40 oder eine andere Anzahl an Abschnitten 13 gehandhabt werden. Die Ventile 71-74 können Mehrstellungsventile, Zweistellungsventile oder eine Kombination von Mehrstellungs- und Rückschlagventilen sein.
  • Wenngleich in einer bevorzugten Ausführung eine erfindungsgemäße Vorrichtung als magnetische Kühlvorrichtung verwendet werden kann, sind andere Anwendungen der Vorrichtung möglich. Zum Beispiel kann die Vorrichtung durch Verbinden des Heißwärmetauschers 62 mit dem zu erwärmenden Köper und durch Verbinden des Kaltwärmetauschers 63 mit der Umgebung als Wärmepumpe zum Bereitstellen von Erwärmung arbeiten. Analog kann die Vorrichtung ein einer Klimaanlage zum Vorsehen von Wohnraumkühlung oder in einer Anwendung, die Wärmeübertragung zum Liefern eines brauchbaren Ergebnisses nutzt, eingesetzt werden. Zusätzliche Flussöffnungen, Wärmetauscher oder Pumpen können ebenfalls verwendet werden.
  • Auch wenn in einer bevorzugten Ausführung die vorstehend erläuterten Abschnitte 13 mit Öffnungen einen Fluidfluss in einer umlaufenden Richtung vorsehen, wie am besten in 1, 2 und 4 gezeigt wird, ist dies nicht erforderlich. Alternativ kann der ortsfeste ringförmige Behälter 11 Abschnitte 13 aufweisen, die für radiales oder axiales Fließen ausgelegt sind. Das magnetokalorische Material 12 muss gegenüber einem Fluss porös sein, kann aber in Form von Partikeln oder dünnen Platten oder anderen Geometrien mit großem Flächeninhalt vorliegen, die in einfachem physikalischen Kontakt gepackt oder miteinander verbunden werden können. Werden nicht verbundene Partikel verwendet, kann deren Entweichen aus dem Abschnitt durch Verwendung von Sieben oder fein perforierten Platten, die die Einlass- und Auslassöffnungen bedecken, verhindert werden.
  • Auch wenn in einer bevorzugten Ausführung eine Flüssigkeit als Wärmeübertragungsfluid verwendet wird, können andere Medien für die Wärmeübertragung verwendet werden. Zum Beispiel könnte ein Gas als Wärmeübertragungsmedium allein oder in Kombination mit einer Flüssigkeit verwendet werden.
  • Auch wenn in einer bevorzugten Ausführung ein ortsfester ringförmiger Behälter 11 mit magnetokalorischem Material 12, der in eine Reihe von Abschnitten 13 unterteilt ist, verwendet wird, könnten andere Anordnungen von magnetokalorischem Material 12 verwendet werden. Zum Beispiel kann der Behälter 11 mit magnetokalorischem Material 12 als Scheibe ohne mittiges Loch ausgebildet sein. Es könnte eine größere oder kleinere Anzahl an Abschnitten geben, es kann Spalte im Behälter 11 zwischen den Abschnitten 13, die das magnetokalorische Material 12 enthalten, geben oder es kann Teile des Behälters 11 geben, die kein magnetokalorisches Material 12 enthalten. Der Behälter 11 kann aus mehreren Segmenten bestehen oder kann ein Polygon bilden, das einer Ringform nahe kommt.
  • Auch wenn in einer bevorzugten Ausführung zwei Magneten, die aus mehreren Magnetteilen und mehreren Eisenteilen bestehen, verwendet werden, könnten andere Magnetanordnungen verwendet werden. Zum Beispiel könnte eine größere oder kleinere Anzahl an Magnetteilen oder eine größere oder kleinere Anzahl an Eisenteilen oder eine größere oder kleinere Anzahl an Magneten vorliegen.
  • Auch wenn in einer bevorzugten Ausführung das magnetokalorische Material nahe einem Übergang von ferromagnetisch zu paramagnetisch ist, in welchem Fall das Material bei Magnetisieren erwärmt und bei Entmagnetisieren kühlt, können andere Arten von magnetokalorischen Materialien verwendet werden, die bei Magnetisieren kühlen und bei Entmagnetisieren wärmen. In letzterem Fall würden die Fluidflussrichtungen in den magnetisierten und entmagnetisierten Abschnitten in umgekehrter Richtung zu der vorstehend beschriebenen vorliegen.
  • Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die hierin veranschaulichend dargelegten bestimmten Ausführungen beschränkt ist, sondern alle Formen derselben umfasst, die in den Schutzumfang der folgenden Ansprüche fallen.

Claims (12)

  1. Wärmeübertragungsvorrichtung (10), welche umfasst: (a) einen kranzförmigen Behälter (11) mit einer Mittelachse, der mehrere Magnetregenerator-Abschnitte (13) umfasst, wobei jeder Magnetregenerator-Abschnitt magnetokalorisches Material (12) enthält, welches das Strömen von Wärmeübertragungsfluid (17) durch dieses magnetokalorische Material zulässt, und wobei jeder Magnetregenerator-Abschnitt (13) eine heiße Seite (16) und eine kalte Seite (15) aufweist; (b) einen Magneten (40), der zur Drehung um die Mittelachse des kranzförmigen Behälters (11) angebracht ist, wobei der Magnet (40) ein Magnetfeld vorsieht, welches bei einer ersten Drehstellung eine relativ hohe magnetische Feldstärke durch einen ersten Magnetregenerator-Abschnitt in den mehreren Magnetregenerator-Abschnitten leitet und eine relativ schwache magnetische Feldstärke durch einen zweiten Magnetregenerator-Abschnitt in den mehreren Magnetregenerator-Abschnitten leitet, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer zweiten Drehstellung der Magnet eine relativ schwache magnetische Feldstärke durch den ersten Magnetregenerator-Abschnitt und eine relativ hohe magnetische Feldstärke durch den zweiten Magnetregenerator-Abschnitt leitet; (c) einen heißen Wärmetauscher (62) zum Entnehmen von Wärme aus dem Wärmeübertragungsfluid (17); und (d) ein Ventil (71) zum Regeln des Strömens von Wärmeübertragungsfluid (17), wobei das Ventil (71) eine erste Öffnung (77), eine zweite Öffnung (77) und eine dritte Öffnung (76) aufweist, wobei die dritte Öffnung (76) des Ventils (71) durch eine erste Leitung (81, 85) mit dem heißen Wärmetauscher (62) verbunden ist, die erste Öffnung (77) des Ventils (71) durch eine zweite Leitung (33) mit der heißen Seite (16) des ersten Magnetregenerator-Abschnitts (13) verbunden ist, die zweite Öffnung des Ventils (77) durch eine dritte Leitung (33) mit der heißen Seite (16) des zweiten Magnetregenerator-Abschnitts (13) verbunden ist; wobei das Ventil (71) dafür ausgelegt ist, so eingestellt zu werden, dass in dem heißen Wärmetauscher (62) ein Strömen in einer Richtung gewährleistet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeübertragungsfluid (17) umlaufend durch den zweiten Magnetregenerator-Abschnitt (13) strömt.
  3. Wärmeübertragungsvorrichtung (10), welche umfasst: (a) einen kranzförmigen Behälter (11) mit einer Mittelachse, der mehrere Magnetregenerator-Abschnitte (13) umfasst, wobei jeder Magnetregenerator-Abschnitt magnetokalorisches Material (12) enthält, welches das Strömen von Wärmeübertragungsfluid (17) durch dieses magnetokalorische Material zulässt, und wobei jeder Magnetregenerator-Abschnitt (13) eine heiße Seite (16) und eine kalte Seite (15) aufweist; (b) einen Magneten (40), der zur Drehung um die Mittelachse des kranzförmigen Behälters (11) angebracht ist, wobei der Magnet (40) ein Magnetfeld vorsieht, welches bei einer ersten Drehstellung eine relativ hohe magnetische Feldstärke durch einen ersten Magnetregenerator-Abschnitt in den mehreren Magnetregenerator-Abschnitten leitet und eine relativ schwache magnetische Feldstärke durch einen zweiten Magnetregenerator-Abschnitt in den mehreren Magnetregenerator-Abschnitten leitet, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer zweiten Drehstellung der Magnet eine relativ schwache magnetische Feldstärke durch den ersten Magnetregenerator-Abschnitt und eine relativ hohe magnetische Feldstärke durch den zweiten Magnetregenerator-Abschnitt leitet; (c) einen kalten Wärmetauscher (63) zum Liefern von Wärme zu dem Wärmeübertragungsfluid (17); und (d) ein Ventil (73) zum Regeln des Strömens von Wärmeübertragungsfluid (17), wobei das Ventil (71) eine erste Öffnung (77), eine zweite Öffnung (77) und eine dritte Öffnung (76) aufweist, wobei die dritte Öffnung (76) des Ventils (73) durch eine erste Leitung (83) mit dem kalten Wärmetauscher (63) verbunden ist, die erste Öffnung (77) des Ventils (73) durch eine zweite Leitung (21) mit der kalten Seite des ersten Magnetregenerator-Abschnitts (13) verbunden ist, die zweite Öffnung (77) des Ventils (33) durch eine dritte Leitung (21) mit der kalten Seite des zweiten Magnetregenerator-Abschnitts (13) verbunden ist; wobei das Ventil (71) dafür ausgelegt ist, so eingestellt zu werden, dass in dem kalten Wärmetauscher (63) ein Strömen in einer Richtung gewährleistet ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeübertragungsfluid (17) umlaufend durch den ersten Magnetregenerator-Abschnitt strömt.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in den mehreren Magnetregenerator-Abschnitten (13) eine gerade Anzahl von Magnetregenerator-Abschnitten vorhanden ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die kalte Seite (15) jedes Magnetregenerator-Abschnitts an die kalte Seite (15) eines angrenzenden Magnetregenerator-Abschnitts angrenzt und die heiße Seite (16) jedes Magnetregenerator-Abschnitts an die heiße Seite (16) eines angrenzenden Magnetregenerator-Abschnitts angrenzt.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Magnetregenerator-Abschnitt (13) weiterhin eine Einlassöffnung (22) an der kalten Seite umfasst und dass die Einlassöffnung (22) der kalten Seite jedes Magnetregenerator-Abschnitts (13) an die Einlassöffnung (22) der kalten Seite eines angrenzenden Magnetregenerator-Abschnitts (13) angrenzt und die Einlassöffnung (22) der kalten Seite jedes Magnetregenerator-Abschnitts (13) zur angrenzenden Einlassöffnung (22) der kalten Seite eines angrenzenden Magnetregenerator-Abschnitts (13) für Fluidströmen offen ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Magnetregenerator-Abschnitt (13) weiterhin eine Auslassöffnung (24) an der kalten Seite umfasst und dass die Auslassöffnung (24) der kalten Seite jedes Magnetregenerator-Abschnitts an die Auslassöffnung (24) der kalten Seite eines angrenzenden Magnetregenerator-Abschnitts angrenzt und die Auslassöffnung (24) der kalten Seite jedes Magnetregenerator-Abschnitts zur angrenzenden Auslassöffnung (24) der kalten Seite eines angrenzenden Magnetregenerator-Abschnitts für Fluidströmen offen ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Magnetregenerator-Abschnitt weiterhin eine Einlassöffnung (32) an der heißen Seite umfasst und dass die Einlassöffnung (32) der heißen Seite jedes Magnetregenerator-Abschnitts an die Einlassöffnung (32) der heißen Seite eines angrenzenden Magnetregenerator-Abschnitts angrenzt und die Einlassöffnung (32) der heißen Seite jedes Magnetregenerator-Abschnitts zur Einlassöffnung (32) der heißen Seite eines angrenzenden Magnetregenerator-Abschnitts für Fluidströmen offen ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Magnetregenerator-Abschnitt weiterhin eine Auslassöffnung (34) an der heißen Seite umfasst und dass die Auslassöffnung (34) der heißen Seite jedes Magnetregenerator-Abschnitts an die Auslassöffnung (34) der heißen Seite eines angrenzenden Magnetregenerator-Abschnitts angrenzt und die Auslassöffnung (34) der heißen Seite jedes Magnetregenerator-Abschnitts zur Auslassöffnung (34) der heißen Seite eines angrenzenden Magnetresonator-Abschnitts für Fluidströmen offen ist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Öffnung (76) eine axiale Öffnung ist.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Öffnung (77) radiale Öffnungen sind.
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