RU2014105818A

RU2014105818A - Система и способ для обращения вспять деградации магнетокалорического материала

Info

Publication number: RU2014105818A
Application number: RU2014105818/06A
Authority: RU
Inventors: Карл Б. ЗИММ; Стивен А. Джекобс
Original assignee: Остренотикс Корпорейшн Оф Америка
Priority date: 2011-07-19
Filing date: 2012-07-18
Publication date: 2015-08-27
Also published as: MX339024B; EP2734796A4; KR20140089508A; MX2014000602A; BR112014000922A2; CN103748424A; WO2013012908A1; CN103748424B; US20130019610A1; JP2014521050A; EP2734796A1

Abstract

1. Способ, содержащий:выявление по меньшей мере частичной деградации магнетокалорического материала в системе магнитного охлаждения, при этом магнетокалорический материал обладает температурой Кюри; ирегенерацию магнетокалорического материала путем поддержания магнетокалорического материала при температуре регенерации, при этом температура регенерации отлична от температуры Кюри магнетокалорического материала.2. Способ по п. 1, при этом температура регенерации отличается от температуры Кюри на по меньшей мере пять градусов Цельсия.3. Способ по п. 1, при этом температура регенерации отличается от температуры Кюри на по меньшей мере десять градусов Цельсия.4. Способ по п. 1, при этом магнетокалорический материал включает в себя водород, при этом температура регенерации ниже максимальной температуры, и при этом максимальная температура представляет собой температуру, при которой по меньшей мере часть водорода начнет покидать магнетокалорический материал.5. Способ по п. 1, при этом магнетокалорический материал содержит RE(TMSi)H, где RE - редкоземельный элемент, а TM - переходный металл.6. Способ по п. 1, дополнительно содержащий торможение цикла активного магнитного регенератора системы магнитного охлаждения, пока магнетокалорический материал поддерживают при температуре регенерации.7. Способ по п. 1, дополнительно содержащий:удаление магнетокалорического материала из системы магнитного охлаждения, так что магнетокалорический материал поддерживают при температуре регенерации удаленно от системы магнитного охлаждения; изамену магнетокалорического материала регенерированным магнетокалорическим материалом.8.

Claims

1. Способ, содержащий:

выявление по меньшей мере частичной деградации магнетокалорического материала в системе магнитного охлаждения, при этом магнетокалорический материал обладает температурой Кюри; и

регенерацию магнетокалорического материала путем поддержания магнетокалорического материала при температуре регенерации, при этом температура регенерации отлична от температуры Кюри магнетокалорического материала.

2. Способ по п. 1, при этом температура регенерации отличается от температуры Кюри на по меньшей мере пять градусов Цельсия.

3. Способ по п. 1, при этом температура регенерации отличается от температуры Кюри на по меньшей мере десять градусов Цельсия.

4. Способ по п. 1, при этом магнетокалорический материал включает в себя водород, при этом температура регенерации ниже максимальной температуры, и при этом максимальная температура представляет собой температуру, при которой по меньшей мере часть водорода начнет покидать магнетокалорический материал.

5. Способ по п. 1, при этом магнетокалорический материал содержит RE(TM_xSi_y)₁₃H_z, где RE - редкоземельный элемент, а TM - переходный металл.

6. Способ по п. 1, дополнительно содержащий торможение цикла активного магнитного регенератора системы магнитного охлаждения, пока магнетокалорический материал поддерживают при температуре регенерации.

7. Способ по п. 1, дополнительно содержащий:

удаление магнетокалорического материала из системы магнитного охлаждения, так что магнетокалорический материал поддерживают при температуре регенерации удаленно от системы магнитного охлаждения; и

замену магнетокалорического материала регенерированным магнетокалорическим материалом.

8. Способ по п. 1, при этом регенерация содержит обращение вспять расщепления при старении магнетокалорического материала.

9. Способ, содержащий:

формирование по меньшей мере одного блока рабочего тела системы магнитного охлаждения, при этом упомянутый по меньшей мере один блок рабочего тела включает в себя магнетокалорический материал, при этом магнетокалорический материал обладает температурой Кюри, и при этом теплоноситель предназначен для переноса тепла к или от магнетокалорического материала в упомянутом по меньшей мере одном блоке рабочего тела;

формирование по меньшей мере одного вентиля системы магнитного охлаждения для управления потоком теплоносителя через упомянутый по меньшей мере один блок рабочего тела и либо нагреватель, либо теплообменник, при этом поток теплоносителя между упомянутым по меньшей мере одним блоком рабочего тела и нагревателем регенерирует магнетокалорический материал путем поддержания магнетокалорического материала при температуре регенерации, и при этом температура регенерации отлична от температуры Кюри магнетокалорического материала.

10. Способ по п. 9, при этом поток теплоносителя между упомянутым по меньшей мере одним блоком рабочего тела и теплообменником охлаждает магнетокалорический материал.

11. Способ по п. 9, при этом упомянутый по меньшей мере один блок рабочего тела содержит множество слоев, при этом каждый слой упомянутого по меньшей мере одного блока рабочего тела включает в себя различный магнетокалорический материал, обладающий различной температурой Кюри, и при этом различная температура Кюри различного магнетокалорического материала в некоем данном слое представляет собой среднюю температуру этого данного слоя в ходе цикла активного магнитного регенератора.

12. Аппарат, содержащий:

теплоноситель;

блок рабочего тела, содержащий магнетокалорический материал, который обладает температурой Кюри, при этом блок рабочего тела выполнен с возможностью позволять теплоносителю переносить тепло к или от магнетокалорического материала; и

нагреватель, выполненный с возможностью поддержания магнетокалорического материала при температуре регенерации в течение отрезка времени для регенерации магнетокалорического материала, при этом температура регенерации отлична от температуры Кюри магнетокалорического материала.

13. Аппарат по п. 12, при этом нагреватель выполнен с возможностью нагрева блока рабочего тела посредством теплоносителя.

14. Аппарат по п. 12, при этом температура регенерации является большей, чем температура Кюри.

15. Аппарат по п. 12, при этом блок рабочего тела содержит множество магнетокалорических материалов, обладающих различными температурами Кюри, и при этом температура регенерации является большей, чем наибольшая из различных температур Кюри.

16. Аппарат по п. 12, при этом нагреватель является удаленным от блока рабочего тела, и при этом блок рабочего тела выполнен временно удаляемым из аппарата для регенерации с помощью нагревателя.

17. Система теплопередачи, содержащая:

первую подсистему, содержащую:

первый теплоноситель;

первый блок рабочего тела, имеющий первый магнетокалорический материал, при этом первый магнетокалорический материал обладает первой температурой Кюри; и

первый вентиль, выполненный с возможностью управления тем, работает ли первая подсистема в режиме регенерации или режиме охлаждения; и

вторую подсистему, содержащую:

второй теплоноситель;

второй блок рабочего тела, имеющий второй магнетокалорический материал, при этом второй магнетокалорический материал обладает второй температурой Кюри; и

второй вентиль, выполненный с возможностью управления тем, работает ли вторая подсистема в режиме регенерации или режиме охлаждения.

18. Система теплопередачи по п. 17, при этом:

первый вентиль выполнен с возможностью управления первой подсистемой для работы в режиме охлаждения, а второй вентиль выполнен с возможностью управления второй подсистемой для работы в режиме регенерации в течение первого периода времени; и

первый вентиль выполнен с возможностью управления первой подсистемой для работы в режиме регенерации, а второй вентиль выполнен с возможностью управления второй подсистемой для работы в режиме охлаждения в течение второго периода времени.

19. Система теплопередачи по п. 17, при этом первый вентиль выполнен с возможностью управления первой подсистемой для работы в режиме охлаждения, а второй вентиль выполнен с возможностью управления второй подсистемой для работы в режиме охлаждения в течение некоего данного периода времени.

20. Система теплопередачи по п. 17, при этом:

первый блок рабочего тела содержит первое множество слоев, при этом каждый слой первого блока рабочего тела включает в себя различный магнетокалорический материал, обладающий различной температурой Кюри, и при этом первая подсистема содержит холодную ступень, так что различные температуры Кюри различных магнетокалорических материалов в первом множестве слоев находятся в интервале между T_c и T_m; и

второй блок рабочего тела содержит второе множество слоев, при этом каждый слой второго блока рабочего тела включает в себя различный магнетокалорический материал, обладающий различной температурой Кюри, и при этом вторая подсистема содержит горячую ступень, так что различные температуры Кюри различных магнетокалорических материалов во втором множестве слоев находятся в интервале между T_m и T_h, причем T_h>T_m>T_c.

21. Система теплопередачи по п. 20, при этом первый теплоноситель находится при температуре T_c, когда холодная ступень работает в режиме охлаждения, и при этом по меньшей мере один из первого и второго вентилей направляет первый теплоноситель при температуре T_c через горячую ступень для регенерации горячей ступени.

22. Система теплопередачи по п. 20, при этом второй теплоноситель находится при температуре T_h, когда горячая ступень работает в режиме охлаждения, и при этом по меньшей мере один из первого и второго вентилей направляет второй теплоноситель при температуре T_h через холодную ступень для регенерации холодной ступени.