[发明专利]评价室温磁制冷材料制冷能力的方法及热交换装置

权利要求书

1.一种热交换装置，其特征在于，包括：绝热壳体、循环液、传感器、样品；绝热壳体为密闭容器，循环液、传感器、样品放置在绝热壳体的内部，传感器连接有信号线，信号线穿过绝热壳体引出外部，样品为具有磁制冷能力的磁性材料。

2.如权利要求1所述的热交换装置，其特征在于，循环液的成分采用H₂O，添加有抗凝剂；传感器采用薄膜铂电阻，量程范围为233K～673K，精度±0.15K；信号线采用铜线，信号线与显示器和存储器相连接。

3.如权利要求1所述的热交换装置，其特征在于，绝热壳体包括：绝热壳本体和上盖，上盖通过螺钉连接绝热壳本体，上盖设置加液口。

4.如权利要求1所述的热交换装置，其特征在于，信号线、绝热壳体的接触位置设置有密封胶。

5.如权利要求1所述的热交换装置，其特征在于，绝热壳体外侧设置保温垫。

6.一种评价室温磁制冷材料制冷能力的方法，包括：

传感器测量当前循环液的温度，并将第一温度值发送到外部存储器和显示器，记录热交换装置中循环液、样品的质量；

改变热交换装置的磁场环境，在磁热效应下，在绝热壳体中样品的温度发生变化，样品改变循环液的温度，传感器测量改变温度后的循环液的温度，并将第二温度值发送到外部存储器和显示器；

根据第一温度值和第二温度值得出样品的绝热温变和温度关系，样品的质量和循环液的比热容，得到最大平衡温度下的单位质量样品和单位质量循环液之间转移的热量q，根据q确定室温磁制冷中样品的制冷能力。

7.如权利要求6所述的评价室温磁制冷材料制冷能力的方法，其特征在于，将热交换装置放入施加磁场环境，在磁热效应下，在绝热壳体中样品的温度升高，样品加热循环液，循环液的温度升高。

8.如权利要求6所述的评价室温磁制冷材料制冷能力的方法，其特征在于，将热交换装置从磁场环境中取出，在磁热效应下，绝热壳体中样品的温度降低，样品给循环液降温，循环液的温度降低。

9.如权利要求6所述的评价室温磁制冷材料制冷能力的方法，其特征在于：

当前循环液的温度为环境温度T，样品作为室温磁制冷材料的质量为X，循环液的质量为L，循环液的比热容为C_L；样品从磁场强度H₁绝热退磁到0，在环境温度为T时，样品绝热温变为ΔT，温度T_e为：T_e＝T-ΔT；

样品与循环液进行热交换，设定平衡温度为T_B，样品从温度值T_e到温度值T_B的平均热容为C_a，则

C_a·X·(T_B-T_e)＝C_L·L·(T-T_B)，

据此可以求得，温度T时，样品向循环液转移的热量Q为：

Q＝C_L·L·(T-T_B)

单位质量样品和单位质量循环液之间转移的热量q为，

在给定样品和循环液热容的情况下，求得使T_B最大的质量比。

10.如权利要求9所述的评价室温磁制冷材料制冷能力的方法，其特征在于，室温T，样品质量为x，绝热温变为ΔT，热循环液质量l，热容C_l，平衡温度为T_B，样品平均热容为Ca，则单位质量才能在相变时能导出的热量可以表示为：