RU99126U1 - STATIC MAGNETIC REFRIGERATOR - Google Patents

STATIC MAGNETIC REFRIGERATOR Download PDF

Info

Publication number
RU99126U1
RU99126U1 RU2010119254/06U RU2010119254U RU99126U1 RU 99126 U1 RU99126 U1 RU 99126U1 RU 2010119254/06 U RU2010119254/06 U RU 2010119254/06U RU 2010119254 U RU2010119254 U RU 2010119254U RU 99126 U1 RU99126 U1 RU 99126U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
working fluid
magnetic
coolant
electromagnet
circuit
Prior art date
Application number
RU2010119254/06U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Сергеевич Захвалинский
Алексей Викторович Маширов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный университет"
Priority to RU2010119254/06U priority Critical patent/RU99126U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU99126U1 publication Critical patent/RU99126U1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Landscapes

  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Abstract

1. Магнитный рефрижератор, содержащий магнитное рабочее тело, горячий и холодный теплообменники, устройство, обеспечивающее перемещение теплоносителя по контуру, и магнит, отличающееся тем, что рабочее тело заключено в корпус из немагнитного материала, который размещен внутри электромагнита и представляет собой его сердечник, при этом указанный корпус закрыт с двух сторон фланцами с отверстиями для трубок, обеспечивающих циркуляцию теплоносителя через рабочее тело. ! 2. Магнитный рефрижератор по п.1, отличающийся тем, что контур рефрижератора снабжен запорной арматурой, которая выполнена с возможностью переключения синхронно с включением/выключением электромагнита для изменения направления циркуляции потока теплоносителя при помощи насоса периодически то через холодный, то через горячий теплообменник. ! 3. Магнитный рефрижератор по п.1, отличающийся тем, что в качестве рабочего тела используют вещество с высокими значениями интенсивного магнитокалорического эффекта в диапазоне температур 100-350К, например порошок, гранулы или тонкие пленки напыления перовскитов манганитов. ! 4. Магнитный рефрижератор по п.1, отличающийся тем, что вышеуказанный корпус из немагнитного материала с двух сторон закрыт теплоизолирующими крышками с патрубками для вывода теплоносителя в трубопровод контура. 1. Magnetic refrigerator containing a magnetic working fluid, hot and cold heat exchangers, a device that ensures the movement of the coolant along the contour, and a magnet, characterized in that the working fluid is enclosed in a case of non-magnetic material, which is located inside the electromagnet and is its core, when This said body is closed on both sides by flanges with openings for tubes that circulate the coolant through the working fluid. ! 2. Magnetic refrigerator according to claim 1, characterized in that the refrigerator circuit is equipped with shut-off valves, which are configured to switch synchronously with the switching on / off of the electromagnet to change the direction of circulation of the coolant flow using a pump, periodically through a cold or hot heat exchanger. ! 3. Magnetic refrigerator according to claim 1, characterized in that a substance with high values of an intense magnetocaloric effect in the temperature range of 100-350K is used as a working fluid, for example, powder, granules or thin films of sputtering of manganite perovskites. ! 4. Magnetic refrigerator according to claim 1, characterized in that the above-mentioned body of non-magnetic material is closed on both sides by heat-insulating covers with nozzles for withdrawing the coolant into the circuit pipeline.

Description

Полезная модель 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 теплоносителя.The utility model relates to refrigeration or heat engineering, namely to refrigerators or heat pumps using magnetic material as a working fluid and magnetocaloric effect for cooling or heating the heat carrier.

В холодильной и тепловой технике машины, использующие магнитные материалы в качестве рабочего тела и магнитокалорический эффект (МКЭ) для охлаждения и нагревания, называют магнитными рефрижераторами [Теплотехника / А.М.Архаров, И.М.Архаров, В.Н.Афанасьев и др.; Под общ. Ред. А.М.Архарова, В.Н.Афанасьева. -2-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2004. - 712 с.: ил.].In refrigeration and heat engineering, machines using magnetic materials as a working fluid and the magnetocaloric effect (FEM) for cooling and heating are called magnetic refrigerators [Thermotechnics / A.M. Arkharov, I.M. Arkharov, V.N. Afanasyev, etc. .; Under the total. Ed. A.M. Arkharova, V.N. Afanasyev. -2nd ed., Revised. and add. - M.: Publishing House of MSTU. N.E.Bauman, 2004 .-- 712 p.: Ill.].

Магнитные рефрижераторы классифицируют:Magnetic refrigerators classify:

- по рабочей области температур (криогенные, комнатные температуры);- in the working temperature range (cryogenic, room temperature);

- по способу увеличения перепада температур (с регенерацией теплоты, каскадные):- according to the method of increasing the temperature difference (with heat recovery, cascading):

- по виду движения рабочего тела и магнитной системы относительно друг друга (возвратно-поступательные, роторные);- by the type of movement of the working fluid and the magnetic system relative to each other (reciprocating, rotary);

- по способу организации теплового контакта между рабочим телом и источником теплоты (с тепловыми ключами, промежуточным теплоносителем, механическим контактом и т.д.);- by the method of organizing thermal contact between the working fluid and the heat source (with thermal keys, intermediate heat transfer medium, mechanical contact, etc.);

- по виду магнитной системы (с постоянным магнитом, электромагнитом, СП-магнитом).- by type of magnetic system (with a permanent magnet, an electromagnet, an SP magnet).

Из известных аналогов можно привести патенты США 3413814, 4107935, 4408463, 4507928, 4332135, 5934078, 6526759, патент Франции FR 2580385; патенты СССР SU 1629706 A1, SU 1638493 A1, SU 1651055 A1, SU 1726930 A1, SU 1726931 A1, патенты России RU 2040740 C1, RU 2252375 C1. В данных патентах приводятся конструкции магнитных тепловых машин, в состав которых входят: контур с теплоносителем, в котором движение теплоносителя осуществляется при помощи насоса или реверсивного нагнетателя, холодный и горячий теплообменный аппарат, магнитоактивное рабочее тело, запорные элементы трубопровода. Среди которых есть магнитные рефрижераторы с одноконтурной, двухконтурной и т.д. схемой контура. Может быть использован электромагнит, постоянный или СП-магнит, относительно активной зоны которого рабочее тело совершает движение либо возвратно-поступательное (патенты США 4332135, 4507928, 5934078), либо вращательное (патенты США 4107935, 4408463, 6526759). В качестве магнитного рабочего тела обычно используют интерметаллические соединения, сплавы и керамику на основе редкоземельных элементов (лантаноидов).From known analogues can be cited US patents 3413814, 4107935, 4408463, 4507928, 4332135, 5934078, 6526759, French patent FR 2580385; USSR patents SU 1629706 A1, SU 1638493 A1, SU 1651055 A1, SU 1726930 A1, SU 1726931 A1, Russian patents RU 2040740 C1, RU 2252375 C1. These patents describe the designs of magnetic heat engines, which include: a circuit with a coolant, in which the coolant is moved by a pump or a reversing supercharger, a cold and hot heat exchanger, a magnetically active working fluid, and shut-off elements of the pipeline. Among which there are magnetic refrigerators with single-circuit, double-circuit, etc. circuit outline. An electromagnet can be used, either a permanent or an SP magnet, with respect to the active zone of which the working fluid moves either reciprocating (US Pat. Intermetallic compounds, alloys, and ceramics based on rare-earth elements (lanthanides) are usually used as a magnetic working fluid.

Общим недостатком известных магнитных рефрижераторов является то, что их работа основана на необходимости механического движения либо магнита относительно рабочего тела, либо рабочего тела относительно магнита. Это приводит, как правило, к усложнению конструкции и снижению времени эксплуатации устройства за счет ускоренного изнашивания движущихся и трущихся деталей.A common drawback of known magnetic refrigerators is that their work is based on the need for mechanical movement of either a magnet relative to the working fluid or a working fluid relative to the magnet. This leads, as a rule, to a complication of the design and a decrease in the operating time of the device due to the accelerated wear of moving and rubbing parts.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является устройство по патенту US 3413814, которое и принято за прототип. Данное устройство содержит магнитное рабочее тело, горячий и холодный теплообменники, устройство, обеспечивающее перемещение теплоносителя по контуру, магнит. Намагничивание рабочего тела осуществляется за счет изменения его положения относительно магнита синхронно с изменением положения поршня нагнетателя. Рабочий цикл данного устройства состоит из двух адиабатических стадий (намагничивание/размагничивание) и двух стадий, осуществляемых при постоянном магнитном поле (во время этих стадий происходит продувка теплоносителя через контур). 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.Closest to the claimed technical solution is the device according to patent US 3413814, which is taken as a prototype. This device contains a magnetic working fluid, hot and cold heat exchangers, a device for moving the coolant along the circuit, a magnet. The magnetization of the working fluid is carried out by changing its position relative to the magnet synchronously with a change in the position of the supercharger piston. The working cycle of this device consists of two adiabatic stages (magnetization / demagnetization) and two stages carried out in a constant magnetic field (during these stages, the coolant is purged through the circuit). At the first stage of the cycle, the supercharger piston is in the extreme right position (the coolant is in the cold heat exchanger), and the magnetic material in the regenerator is adiabatically magnetized, which causes its temperature to increase by the magnitude of the magnetocaloric effect. At the second stage of the cycle (hot purge), the coolant moves from the cold heat exchanger to the hot one using the supercharger, while the heat released during magnetization in the magnetic regenerator is transferred to the heat carrier and is released into the environment in the hot heat exchanger. At the third stage of the cycle, when the supercharger piston is in the extreme left position and the coolant does not move in the circuit, the magnetic material in the regenerator is adiabatically demagnetized, which causes it to cool by the magnitude of the magnetocaloric effect. At the fourth final stage of the cycle (cold blowing), the coolant moves under the action of the supercharger piston in the opposite direction (from the hot heat exchanger to the cold one), is cooled in the regenerator and enters the cold heat exchanger, where it cools the load. The coolant flows during cold and hot purge must have opposite directions. Thus, repeating the cycle causes cooling of the cold heat exchanger, as heat is removed from the load and transferred to the environment in a hot heat exchanger.

Недостатком этого устройства является наличие трения между стенками цилиндра и поршнем нагнетателя, а также необходимость перемещения рабочего тела относительно магнита для его намагничивания-размагничивания, что приводит к ускоренному изнашиванию движущихся и трущихся деталей, а наличие дополнительных двигателей для осуществления движения к повышенным энергетическим потерям.The disadvantage of this device is the presence of friction between the walls of the cylinder and the piston of the supercharger, as well as the need to move the working fluid relative to the magnet for its magnetization-demagnetization, which leads to accelerated wear of moving and rubbing parts, and the presence of additional engines to carry out the movement to increased energy losses.

Задача предполагаемой полезной модели заключается в разработке магнитного рефрижератора с повышенным сроком эксплуатации за счет исключения механического движения относительно магнита и рабочего тела относительно друг друга.The objective of the proposed utility model is to develop a magnetic refrigerator with an extended service life by eliminating mechanical movement relative to the magnet and the working fluid relative to each other.

Дополнительный результат - упрощение конструкции за счет исключения дополнительных двигателей.An additional result is the simplification of the design by eliminating additional engines.

Задача решается за счет того, что в известное устройство, содержащее магнитное рабочее тело, горячий и холодный теплообменники, устройство, обеспечивающее перемещение теплоносителя по контуру и магнит, внесены следующие изменения:The problem is solved due to the fact that the following changes have been made to the known device containing a magnetic working fluid, hot and cold heat exchangers, a device that provides heat transfer along the circuit and a magnet:

- рабочее тело заключено в корпус из немагнитного материала, например, меди, который размещен внутри электромагнита и представляет собой его сердечник;- the working fluid is enclosed in a body of non-magnetic material, for example, copper, which is placed inside the electromagnet and represents its core;

- вышеуказанный корпус из немагнитного материала с двух сторон закрыт фланцами с отверстиями; и крышками с теплоизоляцией;- the above body of non-magnetic material is closed on both sides by flanges with holes; and covers with thermal insulation;

- вышеуказанный корпус содержит предназначенные для циркуляции теплоносителя трубки, проходящие сквозь расположенное в корпусе рабочее тело и через отверстия во фланцах;- the aforementioned housing contains tubes intended for circulation of the heat carrier passing through the working fluid located in the housing and through the holes in the flanges;

- вышеуказанный корпус из немагнитного материала с двух сторон закрыт теплоизолирующими крышками с патрубками для вывода теплоносителя в трубопровод контура.- the aforementioned body of non-magnetic material is closed on both sides by heat-insulating covers with nozzles for discharging the coolant into the circuit pipeline.

- контур содержит запорную арматуру, например, электромагнитные клапаны и/или вентили, которые выполнены с возможностью переключения синхронно с включением/выключением электромагнита, что обеспечивает изменение направления потока теплоносителя либо через холодный, либо через горячий теплообменник;- the circuit contains shutoff valves, for example, electromagnetic valves and / or valves, which are configured to switch synchronously with the on / off of the electromagnet, which provides a change in the direction of flow of the coolant either through a cold or through a hot heat exchanger;

- процесс намагничивания/размагничивания рабочего тела осуществляется при помощи включения/выключения электромагнита.- the process of magnetization / demagnetization of the working fluid is carried out by turning on / off the electromagnet.

В качестве рабочего тела может быть использовано вещество с высокими значениями интенсивного магнитокалорического эффекта в диапазоне температур 100-350К.As a working fluid, a substance with high values of the intense magnetocaloric effect in the temperature range of 100-350K can be used.

Новизна предложенного устройства заключается в том, что совокупность отличительных признаков позволяет получить эффект намагничивания/размагничивания рабочего тела только за счет включения и выключения электромагнита, без изменения положения как рабочего тела, так и электромагнита. Исключение механического движения рабочего тела и электромагнита позволяет увеличить срок эксплуатации устройства, а также снизить его энергоемкость. Дополнительный положительный эффект заключается в упрощении конструкции устройства за счет исключения механизмов предназначенных для обеспечения изменения положения магнита или рабочего тела относительно друг друга.The novelty of the proposed device is that the combination of distinctive features allows you to get the magnetization / demagnetization of the working fluid only by turning the electromagnet on and off, without changing the position of both the working fluid and the electromagnet. The exclusion of the mechanical movement of the working fluid and the electromagnet allows you to increase the life of the device, as well as reduce its energy consumption. An additional positive effect is to simplify the design of the device by eliminating the mechanisms designed to ensure a change in the position of the magnet or working fluid relative to each other.

Полезная модель поясняется следующими изображениями:The utility model is illustrated by the following images:

Фиг.1. Схема магнитного рефрижератора с двумя рабочими контурами.Figure 1. Scheme of a magnetic refrigerator with two working circuits.

Фиг.2. Изображение корпуса с рабочим телом, расположенным в электромагните: (продольный разрез).Figure 2. Image of the body with the working fluid located in the electromagnet: (longitudinal section).

Фиг.3. Изображение корпуса с рабочим телом, расположенным в электромагните (поперечный разрез).Figure 3. Image of a body with a working fluid located in an electromagnet (cross section).

Фиг.4. График температурной зависимости МКЭ для некоторых перовскитов манганитов, где 1 - La0.9Ag0.1MnO3; 2 - La0.8Ag0.2MnO3; 3 - La0.8Ag0.15MnO3 (PO2=5 Bar); 4 - La0.8Ag0.15MnO3 (PO2=1 Bar).Figure 4. Graph of the temperature dependence of the FEM for some perovskites of manganites, where 1 is La0.9Ag0.1MnO3; 2 - La0.8Ag0.2MnO3; 3 - La0.8Ag0.15MnO3 (PO2 = 5 Bar); 4 - La0.8Ag0.15MnO3 (PO2 = 1 Bar).

В контур предлагаемого магнитного рефрижератора входят вентили 1, 2, 3 и 4, насос 5, электромагнит 6, горячий теплообменник 7 и холодный теплообменник 8. Сердечник электромагнита 6 представляет собой цилиндрический корпус 9 из немагнитного материала, например, меди, закрытый с двух сторон фланцами 10 с отверстиями для трубок 11 и крышками 12 с термоизоляцией 13, через которые при помощи насоса 5 прокачивают теплоноситель 14. Рабочее тело 15 заключено в корпус 9, который размещен внутри электромагнита 6, а обмотка 16 электромагнита 6 расположена вокруг корпуса 9.The circuit of the proposed magnetic refrigerator includes valves 1, 2, 3 and 4, a pump 5, an electromagnet 6, a hot heat exchanger 7 and a cold heat exchanger 8. The core of the electromagnet 6 is a cylindrical body 9 made of non-magnetic material, for example, copper, closed on both sides by flanges 10 with holes for tubes 11 and covers 12 with thermal insulation 13, through which coolant 14 is pumped through a pump 5. The working fluid 15 is enclosed in a housing 9, which is placed inside the electromagnet 6, and the winding 16 of the electromagnet 6 is located around the core Pusa 9.

Описание работы предложенного устройства.Description of the proposed device.

Работа устройства в режиме AMP холодильника происходит следующим образом. При включенном электромагните открыты вентили 1 и 2, а вентили 3 и 4 закрыты и циркуляция теплоносителя происходит через горячий теплообменник 7. При этом рабочее тело 15 намагничено, происходит магнитокалорический эффект (МКЭ), выделившееся тепло отводится при помощи теплоносителя через горячий теплообменник 7. При выключении электромагнита возникает МКЭ с противоположным знаком, вентили 1 и 2 закрываются, а вентили 3 и 4 открываются и теплоноситель циркулирует через холодный теплообменник 8, охлаждая его. Затем цикл повторяется. Цикличность процесса достигается попеременным включением вентилей горячего и холодного контуров синхронно с включением/выключением электропитания электромагнита.The operation of the device in the AMP mode of the refrigerator is as follows. When the electromagnet is on, valves 1 and 2 are open, valves 3 and 4 are closed and the coolant circulates through the hot heat exchanger 7. In this case, the working fluid 15 is magnetized, a magnetocaloric effect (FEM) occurs, the heat released is removed by means of the coolant through the hot heat exchanger 7. When When the electromagnet is turned off, an FEM with the opposite sign occurs, valves 1 and 2 are closed, and valves 3 and 4 open and the coolant circulates through the cold heat exchanger 8, cooling it. Then the cycle repeats. Cyclicity of the process is achieved by alternately turning on the hot and cold circuit valves simultaneously with turning on / off the power supply of the electromagnet.

Работоспособность предлагаемого устройства будет обеспечена выбором в качестве рабочего тела веществ, проявляющих относительно высокие значения интенсивного магнитокалорического эффекта в диапазоне температур 100-350КThe operability of the proposed device will be ensured by the choice of substances exhibiting relatively high values of the intense magnetocaloric effect in the temperature range 100-350K as the working fluid

ВеществоSubstance Т, КT, K ΔT, KΔT, K ΔН, кЭΔН, kE MnAsMnAs 312-280312-280 1313 50fifty TbTb 230230 10.510.5 6060 GdGd 296296 11.211.2 50fifty Gd3Al2 Gd 3 al 2 281281 77 100one hundred Gd5Si2Ge2 Gd 5 Si 2 Ge 2 280280 15fifteen 50fifty 2/3(Са, Р1)1/3МnО3 La 2/3 (Ca, P1) 1/3 MnO 3 296296 5.75.7 7070 La0.8Ag0.15MnO3 La 0.8 Ag 0.15 MnO 3 270270 2.82.8 2626

Из таблицы видно, что редкоземельный чистый металл гадолиний Gd и его соединения обладают гигантским магнитокалорическим эффектом при комнатных температурах. Это нашло применение в магнитном охлаждении, но эти материалы имеют сравнительно высокую стоимость (190-450 долл. за 1 кг). Однако манганиты со структурой перовскита R1-хАхМnО3 и переменной валентностью марганца также обладают достаточным магнитокалорическим эффектом при комнатных температурах, при гораздо более низкой стоимости (10-20 долл. за 1 кг). Поэтому с точки зрения обеспечения достаточной эффективности работы предлагаемого магнитного рефрижератора и снижения его себестоимости оптимальным будет выбор в качестве рабочего тела манганита со структурой перовскита в виде порошка, гранул или тонких пленок напыления, тем самым определяя значение рабочей температуры предлагаемого устройства. В манганите перовските в одном цикле изменение температуры при температурах близких к комнатной составляло порядка ΔТ=2К. Как видно из графика на фиг.4, максимальное значение МКЭ наблюдается для состава La0.8Ag0.15MnO3, достигая значений ΔТ=2.8 К в поле 26 kOe, Tmax≈270 К. [Phan M H and Yu S С Review of the magnetocaloric effect in manganite materials J. Magn. Magn. Mater. 308 (2007) 325.].The table shows that the rare-earth pure metal gadolinium Gd and its compounds have a giant magnetocaloric effect at room temperatures. This has found application in magnetic cooling, but these materials have a relatively high cost (190-450 dollars per 1 kg). However, manganites with the perovskite structure R1-xAxMnO3 and variable valence of manganese also have a sufficient magnetocaloric effect at room temperatures, at a much lower cost (10-20 dollars per 1 kg). Therefore, from the point of view of ensuring sufficient efficiency of the proposed magnetic refrigerator and reducing its cost, it would be optimal to choose manganite with a perovskite structure in the form of powder, granules or thin deposition films as the working fluid, thereby determining the value of the working temperature of the proposed device. In perovskite manganite, in one cycle the temperature change at temperatures close to room temperature was ΔТ = 2K. As can be seen from the graph in figure 4, the maximum value of the FEM is observed for the composition of La 0.8 Ag 0.15 MnO 3 , reaching ΔТ = 2.8 K in the field of 26 kOe, T max ≈270 K. [Phan MH and Yu S С Review of the magnetocaloric effect in manganite materials J. Magn. Magn. Mater. 308 (2007) 325.].

Рабочий диапазон температур достигают подбором состава твердого раствора перовскита манганита с максимумом магнитокалорического эффекта. Для расширения рабочего диапазона температур можно в качестве рабочего тела использовать смесь порошков или гранул манганитов с различными температурными максимумами МКЭ. Достижения требуемых температур достигают применяя каскадное адиабатическое размагничивание парамагнетика, другими словами, многократно (циклически) производят магнитокалорический процесс для разных соединений, используя последовательное охлаждение предыдущим элементом рабочего тела последующего. Для этого можно корпус разделить на отдельные секции для размещения в каждой секции последовательно манганитов с различным температурным максимумом МКЭ. Либо можно последовательно установить 2 или более электромагнитов таким образом, чтобы в каждом из них в корпусе сердечника размещалось рабочее тело с различным температурным максимумом МКЭ.The working temperature range is achieved by selecting the composition of the solid solution of perovskite manganite with a maximum magnetocaloric effect. To expand the working temperature range, a mixture of manganite powders or granules with various temperature maximums of the FEM can be used as a working fluid. The attainment of the required temperatures is achieved using a cascade adiabatic demagnetization of a paramagnet, in other words, the magnetocaloric process for different compounds is repeatedly (cyclically) using sequential cooling of the next by the previous element of the working fluid. For this, the housing can be divided into separate sections for the placement of manganites in series with different temperature maximum FEM in each section. Or, it is possible to sequentially install 2 or more electromagnets in such a way that in each of them a working fluid with a different temperature maximum of the FEM is located in the core body.

Claims (4)

1. Магнитный рефрижератор, содержащий магнитное рабочее тело, горячий и холодный теплообменники, устройство, обеспечивающее перемещение теплоносителя по контуру, и магнит, отличающееся тем, что рабочее тело заключено в корпус из немагнитного материала, который размещен внутри электромагнита и представляет собой его сердечник, при этом указанный корпус закрыт с двух сторон фланцами с отверстиями для трубок, обеспечивающих циркуляцию теплоносителя через рабочее тело.1. A magnetic refrigerator containing a magnetic working fluid, hot and cold heat exchangers, a device for moving the coolant along the circuit, and a magnet, characterized in that the working fluid is enclosed in a body of non-magnetic material that is placed inside the electromagnet and is its core, with this housing is closed on both sides with flanges with holes for tubes that circulate the coolant through the working fluid. 2. Магнитный рефрижератор по п.1, отличающийся тем, что контур рефрижератора снабжен запорной арматурой, которая выполнена с возможностью переключения синхронно с включением/выключением электромагнита для изменения направления циркуляции потока теплоносителя при помощи насоса периодически то через холодный, то через горячий теплообменник.2. The magnetic refrigerator according to claim 1, characterized in that the refrigerator circuit is equipped with shut-off valves, which are arranged to switch synchronously with turning on / off the electromagnet to change the direction of circulation of the coolant flow using the pump periodically through a cold or through a hot heat exchanger. 3. Магнитный рефрижератор по п.1, отличающийся тем, что в качестве рабочего тела используют вещество с высокими значениями интенсивного магнитокалорического эффекта в диапазоне температур 100-350К, например порошок, гранулы или тонкие пленки напыления перовскитов манганитов.3. The magnetic refrigerator according to claim 1, characterized in that a substance with high values of an intense magnetocaloric effect in the temperature range of 100-350K is used as a working fluid, for example, powder, granules or thin films of sputtering perovskite manganites. 4. Магнитный рефрижератор по п.1, отличающийся тем, что вышеуказанный корпус из немагнитного материала с двух сторон закрыт теплоизолирующими крышками с патрубками для вывода теплоносителя в трубопровод контура.
Figure 00000001
4. The magnetic refrigerator according to claim 1, characterized in that the aforementioned body of non-magnetic material is closed on both sides by heat-insulating covers with nozzles for discharging the coolant into the circuit pipeline.
Figure 00000001
RU2010119254/06U 2010-05-13 2010-05-13 STATIC MAGNETIC REFRIGERATOR RU99126U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010119254/06U RU99126U1 (en) 2010-05-13 2010-05-13 STATIC MAGNETIC REFRIGERATOR

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010119254/06U RU99126U1 (en) 2010-05-13 2010-05-13 STATIC MAGNETIC REFRIGERATOR

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU99126U1 true RU99126U1 (en) 2010-11-10

Family

ID=44026483

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010119254/06U RU99126U1 (en) 2010-05-13 2010-05-13 STATIC MAGNETIC REFRIGERATOR

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU99126U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2669984C1 (en) * 2015-06-19 2018-10-17 Фуджикура Лтд. Heat exchanger, magnetic heat pump and method for manufacturing such heat exchanger

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2669984C1 (en) * 2015-06-19 2018-10-17 Фуджикура Лтд. Heat exchanger, magnetic heat pump and method for manufacturing such heat exchanger

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kitanovski et al. Innovative ideas for future research on magnetocaloric technologies
KR101726368B1 (en) A Parallel Magnetic Refrigerator Assembly and a Method of Refrigerating
Gimaev et al. Review on magnetic refrigeration devices based on HTSC materials
US7536866B2 (en) Magnetic refrigerator
US6676772B2 (en) Magnetic material
US5091361A (en) Magnetic heat pumps using the inverse magnetocaloric effect
EP1053437B1 (en) Reciprocating active magnetic regenerator refrigeration apparatus
JP4783406B2 (en) Magnetic refrigeration device, magnetic refrigeration system and magnetic refrigeration method
JP5355071B2 (en) Magnetic refrigeration device and magnetic refrigeration system
CN109855325B (en) Magnetic refrigeration system and refrigeration device
US20100212327A1 (en) Magnetic assembly system and method
JP2009204234A (en) Magnetic material for magnetic refrigerator, heat exchange container and magnetic refrigerator
JPS60204852A (en) Magnetic material for magnetic refrigeration
US9784483B2 (en) Use of rotating magnetic shielding system for a magnetic cooling device
CN105004093B (en) A kind of Two-way Cycle reciprocating room temperature magnetic refrigerating system
US20110126550A1 (en) Magnetocaloric refrigerators
US9970690B2 (en) Magnetic refrigerator and device including the same
Engelbrecht et al. Recent developments in room temperature active magnetic regenerative refrigeration
RU99126U1 (en) STATIC MAGNETIC REFRIGERATOR
CN102261763A (en) Cold feedback system for magnetic refrigeration of magnetic liquid
RU2252375C1 (en) Magnetic heat machine
CN214199265U (en) Single-row multistage tandem type refrigerating bin
CN214371051U (en) Double-row multistage tandem type double-magnetic-field magnetic refrigeration bin
RU170750U1 (en) Magnetic heat engine
RU105009U1 (en) MAGNETIC HEATING MACHINE

Legal Events

Date Code Title Description
PD1K Correction of name of utility model owner
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20120514