[发明专利]热电磁复合制冷系统

说明书

本发明涉及一种热电磁复合制冷系统，包括热电磁制冷装置及控制系统。热电磁制冷装置包括热板、冷板及至少一个热电磁模块单元，冷板与热板间隔设置，至少一个热电磁模块单元布置于热板和冷板之间，热电磁模块单元的高温端与热板连接，热电磁模块单元的低温端与冷板连接，相邻两个热电磁模块单元之间串联连接，热电磁模块单元由热电磁材料制成。控制系统包括磁场控制系统和电路控制系统，磁场控制系统用于为热电磁模块单元施加变磁场，电路控制系统用于为热电磁模块单元提供电流。上述热电磁复合制冷系统，能够同时利用热电效应和磁热两种机制来制冷，提高了制冷效率，降低了制冷成本。

技术领域

本发明涉及制冷系统技术领域，特别是涉及一种热电磁复合制冷系统。

背景技术

在制冷领域，蒸气压缩式制冷造成的环境污染、臭氧层破坏等问题日益严重，因此，迫切需要新型制冷方式代替传统的蒸气压缩式制冷方式。固态制冷技术是其他制冷技术无法比拟的，在科研、医疗、军事等领域有着重要的应用，经济效益显著，同时可替代目前广泛使用的非环保材料，有利于环境保护。液氦和室温等温区固态制冷技术的应用，具有庞大的市场需求，有着重要的应用前景。

热电制冷是以温差电现象为基础的制冷方式，是基于帕尔贴效应的固态环保型制冷技术。对于半导体热电偶，当电流方向从空穴半导体流向电子半导体(p→n)时，接头处温度升高并放出热量；反之，接头处温度降低并从外界吸收热量。与其他制冷方式相比，热电制冷具有体积小、结构简单、可靠性高、制冷迅速等优点。但是，热电制冷面临着热电材料性能优值低，制冷效率低、单位制冷量成本高的问题。

磁制冷基于“磁热效应”利用磁热材料在磁化时放热和退磁时吸热达到制冷目的。磁制冷材料被磁化时，磁矩有序度增加，磁熵减小，温度上升，向外界放出热量；退磁时，磁制冷材料磁矩有序度减少，磁熵增加，温度下降，从外界吸收热量。磁制冷是一种新型固态制冷方式，采用水等环保介质作为传热流体，具有零全球变暖潜能值、零臭氧消耗潜能值、内禀高效、低噪音与低振动等特点。但是，磁制冷面临着固液热交换导致制冷效率低，存在压差、泄漏等安全隐患的问题。

发明内容

基于此，本发明提供一种热电磁复合制冷系统，以提高制冷效率，降低制冷成本。

一种热电磁复合制冷系统，包括：

热电磁制冷装置，包括热板、冷板及至少一个热电磁模块单元，所述冷板与所述热板间隔设置，至少一个所述热电磁模块单元布置于所述热板和所述冷板之间，所述热电磁模块单元的高温端与所述热板连接，所述热电磁模块单元的低温端与所述冷板连接，相邻两个所述热电磁模块单元之间串联连接，所述热电磁模块单元由热电磁材料制成；及

控制系统，包括磁场控制系统和电路控制系统，所述磁场控制系统用于为所述热电磁模块单元施加变磁场，所述电路控制系统用于为所述热电磁模块单元提供电流。

上述热电磁复合制冷系统，磁场控制系统为热电磁模块单元施加变磁场，电路控制系统为热电磁模块单元提供电流，热电磁模块单元由热电磁材料制成，热电磁材料是同时具有热电效应和磁效应的材料，也就是说，热电磁材料既具有在磁化时温度升高，在退磁时温度降低的特性，又具有在直流电的作用下，在热电磁材料的两个端头会形成温差，即形成高温端和低温端，因此能够同时利用热电效应和磁热两种机制来制冷，提高了制冷效率，降低了制冷成本。

在其中一个实施例中，所述热电磁模块单元包括P型复合材料、N型复合材料及金属导片，所述P型复合材料和N型复合材料是热电磁材料，所述P型复合材料和所述N型复合材料相互间隔设置于所述热板和所述冷板之间，所述P型复合材料和所述N型复合材料的高温端与所述热板连接，所述P型复合材料和所述N型复合材料的低温端与所述冷板连接，所述P型复合材料和所述N型复合材料通过所述金属导片连接。