【技术实现步骤摘要】
基于热开关的热电制冷和磁卡制冷的复合制冷器件及方法
本专利技术涉及制冷
，具体为一种基于热开关的热电制冷和磁卡制冷的复合制冷器件及方法。
技术介绍
热电制冷又称半导体制冷或温差电制冷，是基于帕尔贴效应的一种制冷技术，帕尔贴效应的基本原理是在外电场作用下半导体材料中载流子由制冷端向发热端迁移，将热量从制冷端带到发热端而实现制冷。热电制冷技术具有结构简单、灵活性强、易于集成和无污染等优点。因此，热电制冷是新型制冷
研究的热点方向之一。然而，热电制冷仍然存在热电转换效率低、制冷功率小等问题，限制了其进一步应用。因此，提升热电材料内部转换效率和热电制冷器件结构优化设计是研究的热点。磁卡制冷是一种基于磁卡效应的节能环保的固态制冷技术，磁卡效应是指在变化磁场下磁卡材料磁矩有序度发生变化而导致的吸放热现象。当磁卡材料被加磁时，磁熵减小，温度升高，向外界放出热量；当磁卡材料被退磁时，磁熵增大，温度降低，从外界吸收热量。磁卡制冷具有效率高、结构紧凑、工作噪音小和安全稳定等优点。传统蒸汽压缩制冷的热效率仅能达到卡诺循环的5％...
【技术保护点】
1.一种基于热开关的热电制冷和磁卡制冷的复合制冷器件，其特征在于：包括热电/磁卡复合制冷结构，所述热电/磁卡复合制冷结构的其中一相对侧分别为冷端和热端，所述冷端和所述热端均具有用于导通或阻隔热量的热开关；所述复合制冷器件还包括为所述热电/磁卡复合制冷结构施加周期性电流的脉冲电源以及进行周期性加磁或退磁的磁体系统，所述脉冲电源和所述磁体系统配合所述热开关控制所述热电/磁卡复合制冷结构的冷端持续制冷。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于热开关的热电制冷和磁卡制冷的复合制冷器件，其特征在于：包括热电/磁卡复合制冷结构，所述热电/磁卡复合制冷结构的其中一相对侧分别为冷端和热端，所述冷端和所述热端均具有用于导通或阻隔热量的热开关；所述复合制冷器件还包括为所述热电/磁卡复合制冷结构施加周期性电流的脉冲电源以及进行周期性加磁或退磁的磁体系统，所述脉冲电源和所述磁体系统配合所述热开关控制所述热电/磁卡复合制冷结构的冷端持续制冷。
2.如权利要求1所述的基于热开关的热电制冷和磁卡制冷的复合制冷器件，其特征在于：所述热电/磁卡复合制冷结构包括多个p型热电磁复合制冷臂以及多个n型热电磁复合制冷臂，各所述p型热电磁复合制冷臂和n型热电磁复合制冷臂沿同一方向依次布设，且p型热电磁复合制冷臂和n型热电磁复合制冷臂交替设置，相邻的n型热电磁复合制冷臂和p型热电磁复合制冷臂之间夹设有磁卡工质床层，所述冷端和所述热端分别位于各所述p型热电磁复合制冷臂和n型热电磁复合制冷臂布设方向的两侧。
3.如权利要求2所述的基于热开关的热电制冷和磁卡制冷的复合制冷器件，其特征在于：每一所述n型热电磁复合制冷臂和所述磁卡工质床层之间以及每一所述p型热电磁复合制冷臂和所述磁卡工质床层之间均设有绝缘导磁导热涂层。
4.如权利要求2所述的基于热开关的热电制冷和磁卡制冷的复合制冷器件，其特征在于：所述磁体系统包括S极永磁体、N极永磁体以及用于控制所述S极永磁体和所述N极永磁体周期性动作的传动机构，所述S极永磁体靠近所述p型热电磁复合制冷臂设置，所述N极永磁体靠近所述n型热电磁复合制冷臂设置。
5.如权利要求2所述的基于热开关的热电制冷和磁卡制冷的复合制冷器件，其特征在于：每一所述p型热电磁复合制冷臂和每一所述n型热电磁复合制冷臂均由热电材料和磁性材料烧结复合而成，所述磁性材料有多个且每一所述磁性材料尺寸为微米级或纳米级，各所述磁卡材料均压设在所述热电材料上。
6.如权利要求5所述的基于热开关的热电制冷和磁卡制冷的复合制冷器件，其特征在于：所述热电材料为Bi2Te3基、Mg3Sb2基、BiSb基或FeSb2基热电材料中的至少一种，磁性材料为Fe、Co、Ni、Fe3O4、Gd及其合金、LaFe13-xSix基化合物、Gd5(SixGe1-x)4基化合物、MnFePxAs1-x基化合物、RCo2及其化合物或RAl2及其化合物中至少一种，R为Dy、Ho或Er。
7.如权利要求2所述的基于热开关的热电制冷和磁卡制冷的复合制冷器件，其特征在于：每一所述磁卡工质床层由磁卡材料制备而成，磁卡材料为金属Gd及其合金、LaFe13-xSix基化合物、Gd5(SixGe1-x)4基化合物、MnFePxAs1-x基化合物、RCo2及其化合物或RAl2及其化合物中至少一种。
8.如权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙志刚，刘国强，何雄，何斌，张孔斌，柯亚娇，赵文俞，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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