磁热泵系统技术方案

技术编号:7934524 阅读:150 留言:0更新日期:2012-11-01 03:10
在一种磁热泵系统(30)中,其中热传输介质(42)由容纳在磁热泵装置(30A)中的磁热效应材料(26)加热或冷却。具有高于热传输介质(42)的导热系数的导热系数的材料(40),或具有高于热传输介质(42)的比热或容积比热的比热或容积比热的材料(40)混合在热传输介质(42)中。从而增加热传输介质(42)的导热系数,以增强磁热泵系统(30)的加热和/或冷却性能。

【技术实现步骤摘要】

本公开内容涉及磁热泵系统和具有该磁热泵系统的空气调节设备。
技术介绍
根据本公开的内容,热传输介质用在磁热泵系统中,其中诸如具有比热传输介质的导热系数高的导热系数的材料或具有比热传输介质的比热或容积比热高的比热或容积比热的材料混合在热传输介质中。采用这种热传输介质,提供了磁热泵系统和具有该磁热泵系统的空气调节设备,据此增加冷却能力以及加热能力。 磁热泵系统在本领域是已知的,例如,如在日本专利No. 4387892中披露的,作为车辆的空气调节设备的热泵系统,例如,用于机动车辆或铁路车辆的空气调节设备。在磁热泵系统中,使用某种磁性材料(其在上述日本专利中称为“磁性工作材料”,但在本公开内容中称为“磁热效应材料”)。当磁场施加至磁热效应材料时,在磁热效应材料中产生热量,同时当去除磁场时,其温度降低(这种现象称为“磁热效应”)。当与气体热泵系统进行比较时,由于含氯氟烃或含氯氟烃的替代物不用于磁热泵系统,因此它是环境友好的。此外,由于磁热泵系统不需要对采用压缩机的气体热泵系统来说必要的压缩冲程和膨胀冲程,因此能量效率高。对磁热泵系统来说必要的部件是(i)用于移动热传输介质使得它通过磁热效应材料以与其执行热交换的泵,以及(ii)用于改变将要施加至磁热效应材料的磁场的磁场改变装置。在常规磁热泵系统中或在具有磁热泵系统的常规空气调节设备中,水或防冻液(LLC :长使用寿命冷却液)用作热传输介质,其通过磁热效应材料,以便在热传输介质和磁热效应材料之间执行热交换。水或防冻液通常用作热传输介质,但热交换性能不高。因此,在增加使用水或防冻液的磁热泵系统的冷却性能的情况中,需要使磁热泵系统的尺寸变大。那么,不利的是,磁热泵系统的重量将增加。
技术实现思路
考虑到上述几点做出了本公开内容。本公开内容的目标是提供一种磁热泵系统和/或具有该磁热泵系统的空气调节设备,据此使用具有高导热系数的热传输介质,以便可以在热传输介质和磁热效应材料之间有效地执行热交换。结果,可以在不使磁热泵系统变大的情况下增强冷却性能。根据本公开内容的特征(例如,如在随附权利要求I中限定),一种磁热泵系统具有磁热泵装置(30A);散热装置(5),用于散发从磁热泵装置(30A)的一端排出的热传输介质(42)的热量到散热装置(5)的外面;和吸热装置(2),用于将来自吸热装置(2)外面的热量吸入到从磁热泵装置(30A)的另一端排出的热传输介质(42)中。磁热泵装置(30A)具有容器(25),磁热效应材料(26)容纳在容器中,并且热传输介质(42)通过容器;磁场改变装置(22,23),用于改变施加到磁热效应材料(26)的磁场的强度;和工作流体移动装置(13),用于以往复运动方式在容器(25)中移动热传输介质(42),以便通过容器(25)的一端将热传输介质(42)吸入容器中并通过容器(25)的另一端将热传输介质(42)从容器中排出,反之亦然。并且,在上述磁热泵系统中,下述第一材料和第二材料中的一种混合在热传输介质(42)中具有高于热传输介质(42)的导热系数的导热系数的第一材料(40),和 具有高于热传输介质(42)的比热或容积比热的比热或容积比热的第二材料(40)。根据上述特征,导热系数增加,从而可以有效地(以高速)执行磁热效应材料和热传输介质之间的热交换。附图说明根据接下来参照附图进行的描述,本公开内容的上述和其他目标、特征和优点将变得明显。在附图中图I为示出用于车辆的具有根据本公开内容的第一实施例的磁热泵系统的空气调节设备的整体结构的示意图;图2A为示出图I中示出的磁热泵装置的详细结构的示意性剖视图;图2B为示出用于图I中示出的磁热泵装置的结构的另一个示例的示意性剖视图;图3A为沿着图2A或2B中的IIIA-IIIA线截取的示意性剖视图;图3B为用于容纳磁热效应材料的容器的示意性透视图;图3C为示出具有永磁体的转子的示意性透视图;图4A为示出热传输介质的导热系数高的情况的视图;图4B为示出热传输介质的导热系数低的情况的视图;图4C为示出其中热传输介质被搅拌的情况的视图;图4D为示出一种情况的视图,其中微量的磁性材料混合在热传输介质中并且这种热传输介质被搅拌;图5A为示出用于根据本公开内容的第二实施例的容器的搅拌装置的示意性透视图和分解图;图5B为示出其中结合图5A的搅拌装置的磁热泵装置的示意性剖视图;图5C为沿着图5B中的VC-VC线截取的示意性剖视图;图6A、6B、6C、6D、6E和6F为示意图,每个示意图示出转子处于其各个旋转位置的情况,用于说明搅拌杆的旋转操作;图7为示出根据本公开内容的第三实施例的搅拌装置(搅拌结构)的示意图,用于说明搅拌装置的结构;图8A为搅拌装置(搅拌结构)的示意性透视图8B为搅拌装置的示意性前视图;图8C为示出通过容器的热传输介质的运动的示意图;图9A为示出根据第三实施例的第一变形的容器的示意性前视图;图9B为示出通过9A的容器的热传输介质的运动的示意图;图9C为示出根据第三实施例的第二变形的容器的示意性前视图;图9D为示出通过9C的容器的热传输介质的运动的示意图;图IOA为示出根据第三实施例的第三变形的容器的示意性透视图;以及图IOB为示出根据第三实施例的第四变形的容器的示意性顶部平面图。 具体实施例方式将参照附图通过多个实施例说明本公开内容。相同的附图标记在整个实施例中用于指定相同或相似部件和/或元件。(第一实施例)图I示出用于车辆的空气调节设备10的结构,根据本实施例的磁热泵系统30应用于该空气调节设备10。空气调节设备10的一些元件安装在车辆的乘客厢侧中。冷却装置2 (吸热装置)设置在设备10的主体壳体I中。冷空气通道3和热空气通道4在冷却装置2的下游侧形成在壳体I中,其中加热装置5 (散热装置)和加热芯体6设置在热空气通道4中,用于将来自热传输介质的热量散发到其外面。空气混合门7设置在冷空气通道3和热空气通道4的上游端,以控制已经通过冷却装置2的冷空气的流动。结果,冷空气被控制为流过冷空气通道3或热空气通道4。磁热泵系统30的磁热泵装置30A设置在车辆的发动机室中,磁热泵装置30A由冷水产生部11、热水产生部12和循环泵13 (用于移动热传输介质的工作流体移动装置)构成。磁热泵装置30A经由旋转轴21由马达20操作。如下所述,循环泵13以往复运动方式移动热传输介质。下文将说明磁热泵装置30A的更详细的内部结构。冷水产生部11通过磁作用冷却热传输介质。由冷水产生部11冷却的热传输介质由循环(往复)泵13排放到冷水循环管15 (第一循环管)中,并供给至冷却装置2。热传输介质随后返回至冷水产生部11。热水产生部12通过磁作用加热热传输介质。由热水产生部12加热的热传输介质由循环泵13排放到热水循环管16 (第二循环管)中,并供给至加热装置5。热传输介质随后返回热水产生部12。根据该空气调节设备10,已经冷却内燃机8的发动机冷却水经由热水回路9供给至设置在热空气通道4中的加热芯体6,以便通过热空气通道4的空气不仅由加热装置5加热,而且由加热芯体6加热。将描述冷水循环通道15的结构以及热水循环通道16的结构。冷水产生部11具有多个汽缸,分支管15A连接到每个汽缸。多个分支管15A在供给管15B处聚集,以便将热传输介质供给至冷本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种磁热泵系统,包括:磁热泵装置(30A);散热装置(5),用于散发从磁热泵装置(30A)的一端排出的热传输介质(42)的热量到散热装置(5)的外面;和吸热装置(2),用于将来自吸热装置(2)外面的热量吸入到从磁热泵装置(30A)的另一端排出的热传输介质(42)中,其中磁热泵装置(30A)包括:容器(25),磁热效应材料(26)容纳在所述容器中,并且热传输介质(42)通过所述容器;磁场改变装置(22,23),用于改变将被施加到磁热效应材料(26)的磁场的强度;工作流体移动装置(13),用于以往复运动方式在容器(25)中移动热传输介质(42),以便通过容器(25)的一端将热传输介质(42)吸入容器中并通过容器(25)的另一端将热传输介质(42)从容器中排出,反之亦然;其中下述第一材料和第二材料中的一种混合在热传输介质(42)中:具有高于热传输介质(42)的导热系数的导热系数的第一材料(40),和具有高于热传输介质(42)的比热或容积比热的比热或容积比热的第二材料(40)。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:渡边直树西泽一敏八束真一守本刚
申请(专利权)人:株式会社电装
类型:发明
国别省市:

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