专利名称：乙醇水溶液多孔蒸发的室温磁制冷机主动式回热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及室温磁制冷机主动式回热器，特别是涉及乙醇水溶液多 孔蒸发的室温磁制冷机主动式回热器。
背景技术：
自1996年美国宇航技术中心的C.Zimm采用了活性蓄冷(AMR，又称主 动式磁回热器)技术，建立了一台室温磁制冷机，到目前为止，室温磁制冷 机的研制还处于研发试验样机的阶段，带工质床的AMR便是室温磁制冷装 置的核心部件，如何对其进行强化传热将是一个提高制冷效率的重要内容。 目前，AMR的磁工质床的传热，无论是粉末状工质还是层状的工质，通常 采用直接让换热流体(如氦气、水等)流过，流体压降较大，流速会突然降 低，换热速度慢，不利于提高装置的运行频率。此外，退磁后的制冷效果很 大程度上取决于是否能及时并充分的取出磁工质床在磁化时产生的热量，因 此，对AMR的工质床进行强化换热，尤其是励磁过程的强化换热，是提高 制冷效率的重要内容。
由于相变潜热在相同温度下，液体变为气化过程中(相变)吸收的热量 远大于单相时的情况。中国实用新型专利"微通道单相对流与毛细微槽相变 换热组合冷却装置"(20062013390.8)公开了将高沸点液体工质流过发热体 表面，吸收热量后进入到一导热材料内部设置的许多微通道中，在导热材料 外表面上设置有许多能够产生毛细力的毛细微槽，毛细力将另一种液体工质吸入到毛细微槽内。微通道内的高沸点液体工质通过高强度的微尺度单相对 流换热将热量传递给导热材料，导热材料加热外表面上毛细微槽内的另一种 低沸点液体工质，这种液体工质受热后产生高强度的蒸发和沸腾，带走发热 体的热量。导热材料内部设置有微通道，其外表面上设置有毛细微槽的换热 结构。但是该技术并不能直接应用到室温磁制冷主动式回热器上，还涉及控 制主动式回热器外循环通道内气、液工质流动等问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有AMR工质床换热技术的缺点，提供一 种乙醇水溶液多孔蒸发的室温磁制冷机主动式回热器，对AMR工质床进行 强化换热。
本实用新型的目的通过下述方案实现
乙醇水溶液多孔微通道蒸发的磁制冷机主动式回热器，包括回热器高温 区工质床、分流阀、风机、高温端换热器、气液分离器、液体泵、回热器低 温区和低温端换热器;设在NiFeB磁场中的回热器高温区工质床和风机连接， 分流阀一端分别与风机和回热器高温区工质床连接，另一端与气液分离器连 接，风机与高温端换热器连接，高温端换热器与气液分离器连接，气液分离 器接着与液体泵连接，液体泵与回热器低温区连接，回热器低温区通过低温 端换热器与回热器高温区工质床连接。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果 (1 )本实用新型相变换热技术在室温磁制冷主动回热器上的创新性应 用，与传统采用流体换热的工质床相比有更高的传热效率和换热速度。
(2)本实用新型解决了微通道相变换热外循环换热系统气液混叠，换热效率低问题。可以提高室温磁制冷机温跨，降低装置成本。
图1为本实用新型乙醇水溶液多孔微通道蒸发的磁制冷机主动式回热器 结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的说明，但需要说明的 是本实用新型要求保护的范围并不局限于实施方式表述的范围。
如图1所示，乙醇水溶液多孔微通道蒸发的室温磁制冷机主动式回热器
包括回热器高温区工质床l、分流阀2、风机3、高温端换热器4、气液分离 器5、液体泵6、回热器低温区7和低温端换热器8。设在NiFeB磁场中的回 热器高温区工质床1和风机3连接，分流阀2 —端分别与风机3和工质床1 连接，另一端与气液分离器5连接，风机3与高温端换热器4连接，高温端 换热器4与气液分离器5连接，气液分离器5接着与液体泵6连接，液体泵 6与回热器低温区7连接，回热器低温区7通过低温端换热器8与回热器高 温区工质床1连接。
高温端换热器4选用高温端换热器为套管式换热器。低温端换热器8选 用平行流换热器。气液分离器5选用QF型气液分离器。本实用新型室温磁制 冷机可以是旋转式磁制冷机，也可以是往复式磁制冷机。
回热器高温区工质床1是指室温磁制冷AMR工质床中处于磁场中的部 分，由于磁工质的特性，工质在进入磁场时会放出热量，温度升高，故将这 一区域称为高温区。同样，由于磁工质在退出磁场时会吸收外界的热量，故 将处于磁场以外的区域称为低温区。工质床内的磁工质为赖粒大小均匀的粉末状，磁工质是固体，填满在AMR工质床内部。沸腾换热的物质为乙醇的 水溶液，乙醇分子百分比含量为89.4%，沸点为78.15'C。
应用时，乙醇水溶液流入回热器高温区工质床l内，回热器高温区工质 床l进入磁场后，磁工质(Gd等稀土金属及其化合物、合金，具有被磁化放 出热量、退磁后会吸收热量的特性，是一种室温磁制冷材料)由于被磁化而 放热(磁工质被磁化时，导致内部原子磁矩排列趋于一致，呈有序的状态， 这个过程会放出热量)，工质床内的磁工质为颗粒大小均匀的粉末状。回热器 高温区工质床l温度升高，由于乙醇的汽化温度比较低，当回热器高温区工 质床1的温度达到乙醇的汽化温度时，乙醇吸热变成乙醇蒸汽，带走磁工质 的磁化热。然后乙醇蒸汽流出工质床1，乙醇气体由风机3输送到高温端换 热器4换热，换热后乙醇气体温度降低，大部分变成液态，进入气液分离器 5;而仍携带部分乙醇蒸汽以及乙醇未完全蒸发的乙醇水溶液经分流阀2也进 入到气液分离器5。在气液分离器5内，乙醇溶液和剩余乙醇气体分离开来， 乙醇气体经分流阀2重新被风机3送入高温端换热器4参与换热；而乙醇溶 液经液体泵6被输送进回热器低温区7。在回热器低温端，由于退磁作用(磁 工质退出磁场时，原子磁矩由有序的状态变为无序的状态，这个过程会吸收 外界的热量)，磁工质吸收乙醇溶液的热量，乙醇溶液温度降低后，进入低温 端换热器8，吸收外界热量，温度升高后，再回到高温端换热器l，进入下个 循环。
权利要求1、乙醇水溶液多孔蒸发的室温磁制冷机主动式回热器，其特征在于该回热器包括回热器高温区工质床、分流阀、风机、高温端换热器、气液分离器、液体泵、回热器低温区和低温端换热器；设在NiFeB磁场中的回热器高温区工质床和风机连接，分流阀一端分别与风机和回热器高温区工质床连接，另一端与气液分离器连接，风机与高温端换热器连接，高温端换热器与气液分离器连接，气液分离器与液体泵连接，液体泵与回热器低温区连接，回热器低温区通过低温端换热器与回热器高温区工质床连接。
2、 根据权利要求1所述的乙醇水溶液多孔蒸发的室温磁制冷机主动式回 热器，其特征在于所述的回热器高温区工质床为室温磁制冷AMR处于磁 场中的工质床。
3、 根据权利要求1所述的乙醇水溶液多孔蒸发的室温磁制冷机主动式回 热器，其特征在于所述的高温端换热器为套管式换热器。
4、 根据权利要求1所述的乙醇水溶液多孔蒸发的室温磁制冷机主动式回 热器，其特征在于所述的低温端换热器为平行流换热器。
5、 根据权利要求1所述的乙醇水溶液多孔蒸发的室温磁制冷机主动式回热器，其特征在于所述的气液分离器为QF型气液分离器。
专利摘要本实用新型提供一种乙醇水溶液多孔蒸发的室温磁制冷机主动式回热器，包括回热器高温区工质床、分流阀、风机、高温端换热器、气液分离器、液体泵、回热器低温区和低温端换热器；设在NiFeB磁场中的回热器高温区工质床和风机连接，分流阀一端分别与风机和工质床连接，另一端与气液分离器连接，风机与高温端换热器连接，高温端换热器与气液分离器连接，气液分离器与液体泵连接，液体泵与回热器低温区连接，回热器低温区通过低温端换热器与回热器高温区工质床连接。本实用新型根据相变沸腾换热可以吸收更多的热量的特性，将其应用于磁工质床中，达到了强化传热的目的。
文档编号F25B40/00GK201225796SQ200820048668
公开日2009年4月22日 申请日期2008年6月3日 优先权日2008年6月3日
发明者岩 刘, 巫江虹, 王惜慧 申请人:华南理工大学