Магнитная холодильная установка Советский патент 1985 года по МПК F25B21/00 

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к холодильным установкам, не имеющим механических подвижных частей. Известна холодильная установка, содержащая циркуляционньй контур с дросселем, вокруг которого размещен кольцевой регулируемый электромагнит СП. Недостатком известной холодильной установки - ее низкая эффективность вследствие невысокого давления компрессии. Наиболее близкой к предлагаемой является магнитная холодильная установка, содержащая контур -магнитного охладителя с индуктором бегущего электромагнитного поля и постоянным магнитом С23. Однако и эта установка обладает малой эффективностью, так как из-за сложности теплосъема, связанной с периодичностью процесса перемагничивания, происходит медленное захолажи вание объекта. Целью изобретения является интенсификация процесса охлаждения. Поставленная цель достигается тем что магнитная холодильная установка содержащая корпус магнитного охлажде ния с индуктором бегущего электромаг нитного поля и постоянным магнитом, дополнительно содержит, циркуляционны трубопровод, заполненный ферромагнит ной жидкостью, с установленным на не тепловыделяющим источником, а индуктор снабжен размеш.еинсй внутри него термоэлектрической батареей, холодны спаи которой устанорпены в контакте с циркуляционным трубопроводом, а горячие - с контуром магнитного охла дения. На чертеже изображена схема магни ной холодильной установки. Магнитная холодильная установка содержит контур 1 магнитного охлажде ния с индуктором 2 бегущего электромагнитного поля и постоянным магнитом 3 и циркуляционный трубопровод заполненный ферромагнитной жидкоетью 5, на котором установлен тепловыделяющий источник 6. Индуктор 2 б гущего электромагнитного поля снаб жен размещенной внутри него термоэлектрической батареей 7, работающе на эффекте Пельтье. Холодные спаи батареи 7 установлены в контакте с циркуляционн№1 трубопроводом 4, а горячие - с контуром 1 магнитного охлаждения, по которому циркулирует жидкий Гадолиний 8. Части контура 1 магнитного охлажд.ения и циркуляционного трубопровода 4, находящиеся вне индуктора 2 и теплообменных поверхностей, теплоизолированы от окружающего пространства. Контур 1 магнитного охлаждения снабжен теплообменником 9, установленным в зоне расположения постоянного, магнита 3 и служащим для отвода тепла при изотермическом намагничивании. Циркуляционньй трубопровод 4 имеет соленоидный вентиль 10 и обратный клапан 11. На индукторе 2 и тепловыделяющем источнике 6 установлены термопары 1 2 и 1 3. Система управления и регулирования магнитной холодильной -установки состоит из коммутатора 14, соединенного с сетью и индуктором 2, а также программного регулятора 15, подключенного к источнику 16 постоянного тока, коммутатору 14, термопарам 12 и 13 и соленоидному вентилю 10. Магнитная холодильная установка работает следуюп1им образом. При включении программного регулятора 15 Термоэлектрическая батарея 7 подключается к источнику 16 постоянного тока, в результате чего спаи батареи 7, контактирующие с циркуляционным трубопроводом 4, охлаждаются, а спаи батареи 7, контактирующие с контуром 1 магнитного охлаждения, вьщеляют тепло. Программный регулятор 15 подает выходной сигнал на коммутатор 14, который соединяет индуктор 2 с сетью. Под действием электромагнитного поля индуктора 2 жидкий гадолиний 8 прокачивается через контур 1 магнитного охлаждения и охлаждается за счет магнитокалорическогь эффекта. При прохождении жидкого гадолиния 8 через зону постоянного магнита 3, т.е. зону с высокой напряженностью магнитного поля, происходит изотермическое намагничивание и выделение тепла, отводимого теплообменником . При прохождении жидкого гадолиния 8 вне зоны действия постоянного магнита 3, где напряженность магнитного поля практически равна нулю, происходит адиабатическое размагничивание и понижение температуры. В начальньй период работы магнитной холодильной установки соленоидньй вентиль 10 .закрыт, и ферромагнитная жидкость 5 не циркулирует в циркуляционном трубопроводе 4, а следовательно термоэлектрическая батарея 7 и контур 1 понижают температуру индуктора 2, которая замеряется термопарой 12.

В процессе охлаждения индуктора 2 до заданной температуры программный регулятор 15 выходным сигналом держит открытым соленоидный вентиль 10. Ферромагнитная жидкость 5 течет по циркуляционному трубопроводу 4 в зону действия электромагнитного поля индуктора 2, охлаждаясь холодными спаями т 1рмоэлектрической батареи 7, проходит через обратньй клапан 11 и поступает на охлаждение тепловыделяющего источника 6, температзфа которого измеряется термопарой 13.

По достижении тепловыделяицим источником 6 заданной температуры программный регулятор- выключает соленоидный вентиль 10. При этом температура индуктора 2 понижается, и по достижении заданной от сигнала термопары 12 температуры снова срабатывает программный регулятор 15 и , включается соленоидный вентиль 10. Цикл охлаждения повторяется.

kcли температура тепловыделяющего источника 6, замеренная термопарой 13 ниже заданной, то установка отключается. Включение установки происходит при повышении температуры тепловыделяющего источника 6 выше заданной.

Экономическая эффективность изобретения заключается в повышении надежности, увеличении ресурса работы и улучшении массогабаритных характеристик энерготрансформирующих устройств.

МАГНИТНАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА, содержащая контур магнитного охлаждения с индуктором бегущего электромагнитного поля и постоянным магнитом, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процесса охлаждения, установка дополнительно содержит циркуляционный трубопровод, заполненный ферромагнитной жидкостью, с установленным на нем тепловыделяющим источником, а индуктор снабжен размещенной внутри него термоэлектрической батареей, холодные спаи которой установлены в контакте с циркуляционным трубопроводом, а горячие - с контуром магнитного охлаждения. С 4 к sl