專利名稱：磁熱效應(yīng)型熱泵設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及一種磁熱效應(yīng)型熱泵設(shè)備。
背景技術(shù)：
文獻(xiàn)FR 2933539公開一種與車輛的電池的外殼相關(guān)的磁熱效應(yīng)型熱泵設(shè)備，并且具有相應(yīng)的公開文獻(xiàn)WO 2010/004131和US 2011/0104530。文獻(xiàn)FR 2936363描述了一種磁熱效應(yīng)型熱泵設(shè)備的結(jié)構(gòu)，并且具有對應(yīng)的公開文獻(xiàn) WO 2010/061064 和 US 2011/0215088。然而，由于FR 2933539和FR 2936363的結(jié)構(gòu)，難以通過磁熱效應(yīng)型熱泵設(shè)備吸取電池的熱量。此外，由于FR 2933539和FR 2936363的結(jié)構(gòu)，電池的熱量不能用于磁熱效應(yīng)型熱
栗設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種磁熱效應(yīng)型熱泵設(shè)備，其能夠使用加熱元件的熱量。此外，該磁熱效應(yīng)型熱泵設(shè)備除了使用主熱源，還可以使用加熱元件的熱量作為輔助熱源。此外，該磁熱效應(yīng)型熱泵設(shè)備可以有效地使用加熱元件的熱量。此外，該磁熱效應(yīng)型熱泵設(shè)備可以使用加熱元件的熱量，以便輔助從低溫狀態(tài)的啟動。根據(jù)本公開的一個示例，磁熱效應(yīng)型熱泵設(shè)備將主熱源的熱量供應(yīng)到熱負(fù)載，該磁熱效應(yīng)型熱泵設(shè)備包括磁熱元件、磁場切換器、泵和輔助熱源裝置。當(dāng)向磁熱元件施加外部磁場時，所述磁熱元件產(chǎn)生熱量，當(dāng)從磁熱元件去除外部磁場時，所述磁熱元件吸收熱量。所述磁場切換器使外部磁場的施加和去除相互切換。當(dāng)外部磁場施加到磁熱元件時，所述泵從磁熱元件的低溫端向磁熱元件的高溫端泵送熱傳遞介質(zhì)。當(dāng)外部磁場從磁熱元件去除時，所述泵從所述高溫端向所述低溫端泵送熱傳遞介質(zhì)。所述輔助熱源裝置將加熱元件的熱量供應(yīng)到所述磁熱元件。因此，加熱元件的熱量能夠用于磁熱效應(yīng)型熱泵設(shè)備。


根據(jù)下面參照附圖的詳細(xì)說明，本公開的上述和其它目的、特征和優(yōu)點將變得顯然。附圖如下圖I是顯示包括根據(jù)第一實施例的磁熱效應(yīng)熱泵設(shè)備的空調(diào)的示意圖；圖2是顯示根據(jù)第一實施例的磁熱效應(yīng)熱泵設(shè)備的剖視圖；圖3是沿圖2的線III-III的剖視圖；、
圖4是顯示根據(jù)第二實施例的磁熱效應(yīng)熱泵設(shè)備的剖視圖；圖5是顯示包括根據(jù)第三實施例的磁熱效應(yīng)熱泵設(shè)備的空調(diào)的示意圖；圖6是顯示包括根據(jù)第四實施例的磁熱效應(yīng)熱泵設(shè)備的空調(diào)的示意圖；圖7是顯示根據(jù)第五實施例的磁熱效應(yīng)熱泵設(shè)備的剖視圖；和圖8是顯示應(yīng)用于第一至第五實施例的磁熱元件的示意立體圖。
具體實施方式
下面將參照

本發(fā)明的實施例。在這些實施例中，與之前實施例中描述的事物相關(guān)的部件可采用相同的參考標(biāo)記，并且可省略該部件的多余說明。當(dāng)在一個實施例中僅描述了一個結(jié)構(gòu)的一部分時，之前的其它實施例可以應(yīng)用到該結(jié)構(gòu)的其它部分。這些部分可以相互組合，即使沒有清楚地說明這些部分能夠組合。這些實施例可以部分地組合，即使沒有清楚地說明這些實施例能夠組合，只要這種組合無害即可。(第一實施例)如圖I所示，根據(jù)第一實施例的磁熱效應(yīng)型熱泵設(shè)備2應(yīng)用到車輛的空調(diào)I。空調(diào)I調(diào)節(jié)車輛的乘客室內(nèi)的空氣溫度?？照{(diào)I具有設(shè)置在車輛內(nèi)的室內(nèi)熱交換器3，并且熱量利用內(nèi)部空氣在室內(nèi)熱交換器3中交換。室內(nèi)熱交換器3可以對應(yīng)于高溫?zé)峤粨Q器。空調(diào)I還具有設(shè)置在車輛外部的室外熱交換器4，并且熱量利用外部空氣在室外熱交換器4中交換。室外熱交換器4可以對應(yīng)于低溫?zé)峤粨Q器?？照{(diào)I包括磁熱效應(yīng)型熱泵設(shè)備2，該磁熱效應(yīng)型熱泵設(shè)備2使用磁熱元件的磁熱效應(yīng)。下面，磁熱效應(yīng)型熱泵設(shè)備2可以稱為MHP設(shè)備2。在本說明書中，使用的術(shù)語熱泵設(shè)備是廣義的。即，術(shù)語熱泵設(shè)備包括使用冷能的熱泵設(shè)備和使用熱能的熱泵設(shè)備的兩者。使用冷能的熱泵設(shè)備對應(yīng)于冷凍循環(huán)設(shè)備。術(shù)語熱泵設(shè)備可以用作包括冷凍循環(huán)設(shè)備的概念。例如，MHP設(shè)備2對應(yīng)于通過吸收外部空氣的熱量來加熱內(nèi)部空氣的加熱裝置。MHP設(shè)備2包括電機(jī)20、泵30、第一磁熱元件單元40、第二磁熱元件單元50、第一轉(zhuǎn)換器70、和第二轉(zhuǎn)換器80。電機(jī)20對應(yīng)于動力源。泵30使熱傳遞介質(zhì)流動。第一磁熱元件單元40容納磁熱元件。第二磁熱元件單元50容納磁熱元件。當(dāng)外部磁場施加到磁熱元件時該磁熱元件產(chǎn)生熱量，并且當(dāng)從磁熱元件去除外部磁場時該磁熱元件吸收熱量。下面，磁熱元件單元40、50可以稱作MCD單元40、50。MHP設(shè)備2供應(yīng)熱能到高溫端11，并且供應(yīng)冷能到低溫端12。當(dāng)MHP設(shè)備2工作時，MHP設(shè)備2的磁熱元件的溫度在高溫端11處變高，并且在低溫端12處變低。由MHP設(shè)備2供應(yīng)的冷能和熱能通過熱傳遞介質(zhì)傳遞。熱傳遞介質(zhì)可以是例如水。下面將MHP設(shè)備2的熱傳遞介質(zhì)稱為工作水。高溫工作水從高溫端11流出，并且熱能供應(yīng)到外部。在熱能供應(yīng)到外部之后，工作水返回到高溫端11。此時，冷能被攜帶到高溫端11中。低溫工作水從低溫端12流出，并且冷能被供應(yīng)到外部。在冷能被供應(yīng)到外部之后，工作水返回到低溫端12。此時，熱能被攜帶到低溫端12中。在該實施例中，MHP設(shè)備2配備有多個MCD單元40、50。位于高溫側(cè)的第一 MCD單元40供應(yīng)冷能到中間低溫端13，該中間低溫端13位于高溫端11和低溫端12之間的大致中間。位于低溫側(cè)的第二 MCD單元50供應(yīng)熱能到中間高溫端14，該中間高溫端14位于高溫端11和低溫端12之間的大致中間。第一轉(zhuǎn)換器70、第二轉(zhuǎn)換器80、泵30和存在于轉(zhuǎn)換器70、80和泵30中的熱傳遞介質(zhì)相互熱地組合在中間低溫端13和中間高溫端14之間。在中間低溫端13和中間高溫端14之間提供足夠的熱聯(lián)結(jié)，以便在高溫端11和低溫端12之間形成預(yù)定的溫度梯度?？照{(diào)I具有高溫側(cè)循環(huán)通路15，該高溫側(cè)循環(huán)通路15連接MHP設(shè)備2到室內(nèi)熱交換器3。流過高溫通路15的工作水將熱量從MHP設(shè)備2傳遞到室內(nèi)熱交換器3?？照{(diào)I具有低溫側(cè)循環(huán)通路16，該低溫側(cè)循環(huán)通路16連接MHP設(shè)備2到室外熱交換器4。流過低溫通路16的工作水將熱量從室外熱交換器4傳遞到MHP設(shè)備2?？照{(diào)I使用外部空氣作為主熱源。空調(diào)I的熱負(fù)載對應(yīng)于內(nèi)部空氣。因此，空調(diào)I對應(yīng)于加熱裝置。MHP設(shè)備2將對應(yīng)于主熱源的室外熱交換器4的熱量供應(yīng)到對應(yīng)于熱負(fù)載的室內(nèi)熱交換器3。
空調(diào)I還包括輔助熱源裝置5。輔助熱源裝置5可以是驅(qū)動車輛的動力裝置。輔助熱源裝置5將從動力裝置排放的熱量供應(yīng)到MHP設(shè)備2。動力裝置具有電池(BATT)6、逆變器(INV) 7和電機(jī)(VH-MTR) 8。逆變器7將從電池6供應(yīng)的DC電力轉(zhuǎn)換成AC電力，并且將該AC電力供應(yīng)到電機(jī)8。電機(jī)8驅(qū)動車輛的驅(qū)動輪。逆變器7可以對應(yīng)于加熱元件。逆變器7的廢熱供應(yīng)到MHP設(shè)備2。熱傳遞介質(zhì)供應(yīng)到逆變器7，以便冷卻用于切換的半導(dǎo)體器件，并且該熱傳遞介質(zhì)可以是水。下面將冷卻逆變器7的水稱作冷卻水，該冷卻水區(qū)別于工作水。冷卻水通過泵9在循環(huán)回路中循環(huán)?？照{(diào)I配備有熱交換器90，當(dāng)冷卻水從輔助熱源裝置5供應(yīng)時，該熱交換器90將冷卻水的熱量供應(yīng)到MHP設(shè)備2。熱交換器90將逆變器7的廢熱傳遞到第一 MCD單元40。更具體地，熱交換器90將逆變器7的廢熱傳遞到第一 MCD單元40的工作水和磁熱元件。圖2是第一實施例的MHP設(shè)備2的示意剖視圖，其是沿圖3的線II-II剖切的。圖3是第一實施例的MHP設(shè)備2的示意剖視圖，其是沿圖2的線III-III剖切的。電機(jī)(MTR) 20作為MHP設(shè)備2的動力源，并且由車載電池驅(qū)動。電機(jī)20驅(qū)動泵30。因此，電機(jī)20和泵30產(chǎn)生工作水流。此外，電機(jī)20轉(zhuǎn)動MCD單元40、50的永磁鐵。因此，電機(jī)20和MCD單元40、50交替地切換外部磁場的狀態(tài)。即，將外部磁場施加到磁熱元件或從磁熱元件去除外部磁場，并且該切換操作通過電機(jī)20和MCD單元40、50交替地執(zhí)行。外部磁場的去除表示沒有外部磁場施加到磁熱元件。泵30在MCD單元40、50中產(chǎn)生兩向工作水流，并且磁熱元件用作有源磁致冷(active magnetic refrigeration, AMR)循環(huán)。此外，泵30產(chǎn)生工作水循環(huán)流,用于將從MCD單元40、50獲得的冷能和/或熱能供應(yīng)到外部。循環(huán)流表示從MCD單元40、50流出并再次返回到MCD單元40、50的工作水流。循環(huán)流可以包括從高溫端11流出、通過高溫側(cè)循環(huán)通路15并再次返回到高溫端11的工作水的高溫外部循環(huán)流。循環(huán)流可以包括從低溫端12流出、通過低溫側(cè)循環(huán)通路16并再次返回到低溫端12的工作水的低溫外部循環(huán)流。在本實施例中，泵30產(chǎn)生低溫外部循環(huán)流和高溫外部循環(huán)流兩者。泵30 是正排量兩向泵(positive-displacement two-direction pump),并且凸輪(旋轉(zhuǎn)斜)板型活塞泵。如圖2所示，泵30具有圓柱形外殼31。外殼31在中心軸線處可旋轉(zhuǎn)地支撐回轉(zhuǎn)軸32。外殼31分隔和限定至少一個缸筒33。例如，圍繞回轉(zhuǎn)軸32以等間隔在圓周方向上布置的多個缸筒33。在本實施例中，外殼31分隔和限定例如五個缸筒33。外殼31容納凸輪(旋轉(zhuǎn)斜)板34。凸輪板34以傾斜狀態(tài)可旋轉(zhuǎn)地支撐，S卩，在凸輪板34和外殼31的中心軸線之間限定一預(yù)定角度。凸輪板34與回轉(zhuǎn)軸32連接并隨回轉(zhuǎn)軸32旋轉(zhuǎn)。兩個活塞35、36布置在相應(yīng)的缸筒33中。凸輪板34位于兩個活塞35、36之間。在圖2中，一個活塞35在缸筒33的右半部中往復(fù)運動。在圖2中，另一個活塞36在缸筒33的左半部中往復(fù)運動。結(jié)果，兩缸筒正排量活塞泵被限定在相應(yīng)的缸筒33中。兩缸筒的容積是互補地波動的。兩缸筒同時產(chǎn)生從低溫端12流到中間高溫端14的流和從中間低溫端13流到高溫端11的流。此外，兩缸筒同時產(chǎn)生從高溫端11流到中間低溫端13的流和從中間高溫端14流到低溫端12的流。 因為外殼31限定五個缸筒33，因此泵30是十缸筒活塞泵。以另一觀點看，在圖2中，兩個活塞35、36在凸輪板34兩側(cè)彼此相對，使得泵30提供位于右側(cè)的第一泵組和位于左側(cè)的第二泵組。第一泵組用于第一 MCD單元40。第二泵組用于第二 MCD單元50。第一 MCD單元40和第二 MCD單元50在泵30兩側(cè)定位成彼此相對，并且相對于泵30對稱地構(gòu)造和設(shè)置。第一 MCD單元40和第二 MCD單元50作為整體構(gòu)造成一個磁熱器件，其供應(yīng)熱能到高溫端11，并供應(yīng)冷能到低溫端12。MCD單元40、50具有圓柱形外殼41、51。外殼41、51在中心線處可旋轉(zhuǎn)地支撐回轉(zhuǎn)軸42、52。外殼41、51分隔和限定圍繞回轉(zhuǎn)軸42、52的缸筒形磁鐵腔43、53，如圖3所示。轉(zhuǎn)子芯44、54固定到回轉(zhuǎn)軸42、52，并且構(gòu)造成在圓周方向上限定兩個區(qū)域。磁感應(yīng)通量容易地穿過其中一個區(qū)域，并且難以穿過另一個區(qū)域。轉(zhuǎn)子芯44、54的橫截面具有至少一個扇(扇子)形部分。在本實施例中，轉(zhuǎn)子芯44,54具有兩個扇形部分。永磁鐵45、55固定到轉(zhuǎn)子芯44、54。永磁鐵45、55具有圓柱形表面，并且永磁鐵45、55的橫截面具有扇(扇子)形形狀，如圖3所不。永磁鐵45、55固定到轉(zhuǎn)子芯44、54的扇形部分的外圓柱表面上。轉(zhuǎn)子芯44、54和永磁鐵45、55在圓周方向上限定兩個區(qū)域。由永磁鐵45、55提供的外部磁場在其中一個區(qū)域中強，并且由永磁鐵45、55提供的外部磁場在另一個區(qū)域中弱。外部磁場的幾乎全部在另一個區(qū)域中被去除。轉(zhuǎn)子芯44、54和永磁鐵45、55與回轉(zhuǎn)軸42、52的旋轉(zhuǎn)同步地轉(zhuǎn)動，使得外部磁場強的區(qū)域和外部磁場弱的區(qū)域與回轉(zhuǎn)軸42、52的旋轉(zhuǎn)同步地轉(zhuǎn)動。結(jié)果，在圍繞轉(zhuǎn)子芯44、54和永磁鐵45、55的一點處,外部磁場強地施加的時間周期和外部磁場變?nèi)醯臅r間周期重
復(fù)地產(chǎn)生。即，轉(zhuǎn)子芯44、54和永磁鐵45、55交替地重復(fù)外部磁場的施加和去除，并對應(yīng)于磁場切換器，該磁場切換器相對于磁熱元件49、59交替地切換外部磁場的施加和去除。磁場切換器配備有第一永磁鐵45和第二永磁鐵55。第一永磁鐵45設(shè)置在第一MCD單元40中，并且通過旋轉(zhuǎn)相對于第一磁熱元件49切換磁場的施加和去除。第二永磁鐵55設(shè)置在第二 MCD單兀50中，并通過旋轉(zhuǎn)相對于第二磁熱兀件59切換磁場的施加和去除。外殼41、51分隔和限定至少一個工作腔46、56。工作腔46、56鄰近磁鐵腔43、53定位。例如，多個工作腔46、56在圓周方向上以等間隔布置，并且在徑向上位于磁鐵腔43、53的外側(cè)上。在本實施例中，外殼41分隔和限定例如五個工作腔46，并且外殼51分隔和限定例如五個工作腔56。各個工作腔46、56限定柱狀空間。該空間的縱向方向?qū)?yīng)于外殼41、51的軸線方向。各個工作腔46、56限定成對應(yīng)于僅一個缸筒33。工作腔46和工作腔56布置成在一個缸筒33的兩側(cè)在軸線方向上彼此相對。各個工作腔46的第一端具有第一通道部分，工作水通過該第一通道部分向內(nèi)流或向外流。如圖2所示，第一通道部分具有出口 47和入口 48，工作水通過出口 47供應(yīng)到室內(nèi)熱交換器3，入口 48接收從室內(nèi)熱交換器3返回的工作水。在出口 47中設(shè)置單向閥，并僅允許工作水從工作腔46向外流。在入口 48中設(shè)置單向閥，并僅允許工作水向內(nèi)流入工作腔46中。出口 47中設(shè)置的單向閥和入口 48中設(shè)置的單向閥可以由滑閥(lead valve)或球閥形成。各個工作腔46的第二端具有第二通道部分，該第二通道部分與泵30連通。第二 通道部分僅與由一個缸筒33和一個活塞35限定的一個泵腔連通。各個工作腔56的第一端具有第一通道部分，工作水通過該第一通道部分向內(nèi)流或向外流。第一通道部分具有出口 57和入口 58，工作水通過出口 57供應(yīng)到室外熱交換器4，入口 58接收從室外熱交換器4返回的工作水。在出口 57中設(shè)置單向閥，并僅允許工作水從工作腔56向外流。在入口 58中設(shè)置單向閥，并僅允許工作水向內(nèi)流入工作腔56中。出口 57中設(shè)置的單向閥和入口 58中設(shè)置的單向閥可以由滑閥或球閥形成。各個工作腔56的第二端具有第二通道部分，該第二通道部分與泵30連通。第二通道部分僅與由一個缸筒33和一個活塞35限定的一個泵腔連通。工作腔46、56對應(yīng)于作為制冷劑的工作水流通過的通路。工作水在兩個方向上沿工作腔46、56的縱向流動。此外，工作腔46、56提供容納磁熱元件49、59的容納腔。外殼41、51提供限定工作腔46、56的容器。磁熱元件49、59設(shè)置在工作腔46、56中，作為具有磁熱效應(yīng)的磁工作物質(zhì)。當(dāng)外部磁場施加到磁熱元件49、59時，電子自旋(electron spins)在磁場的方向上聚積。此時，磁熵(magnetic entropy)降低并且通過發(fā)熱溫度升高。當(dāng)從磁熱元件49、59去除外部磁場時，電子自旋變成無序狀態(tài)。此時,磁熵增加并且通過吸熱溫度降低。磁熱元件49、59由磁物質(zhì)形成，該磁物質(zhì)在通常溫度區(qū)域域具有高磁熱效應(yīng)。例如，磁熱元件49、59可以由釓(Gd)-基材料或鑭-鐵-硅化合物形成?？蛇x地，可以使用錳、鐵、憐和錯的混合物。磁熱元件49、59具有在MCD單元40、50的軸線方向上延伸的棒(輥)形。磁熱元件49、59的形狀形成為能夠足以與流過工作腔46、56的工作水交換熱量。各個磁熱元件49、59可以稱作元件床。在本實施例中，設(shè)置在高溫端11和低溫端12之間的磁熱元件由第一磁熱元件49和第二磁熱兀件59構(gòu)成。第一磁熱兀件49設(shè)置在第一 MCD單兀40中，并具有與電機(jī)30相對的中間低溫端13和與外部相對的高溫端11。中間低溫端13和高溫端11在第一磁熱元件49的兩側(cè)彼此相對。第二磁熱元件59設(shè)置在第二 MCD單元50中，并具有與外部相對的低溫端12和與泵30相對的中間高溫端14。中間高溫端14和低溫端12在第二磁熱元件59的兩側(cè)彼此相對。通過轉(zhuǎn)子芯44、54和永磁鐵45、55來施加或去除外部磁場，從而影響磁熱元件49、59。S卩，當(dāng)回轉(zhuǎn)軸42、52旋轉(zhuǎn)時，外部磁場交替地施加或去除，使得磁熱元件49、59被交替地磁化或非磁化。如圖2所示，各個磁熱元件49具有多個元件單元60、61、62、63、64(以下稱作60-64)。多個元件單元60-64在磁熱元件49的縱向方向上設(shè)置，即，沿工作水的流動方向設(shè)置。分別構(gòu)造多個元件單元60-64的材料具有不同的居里溫度(Curietemperatures)。即，多個元件單元60-64在彼此不同的溫度區(qū)域分別具有高磁熱效應(yīng) Δ AS(JAgK)0最靠近高溫端11的元件單元60包括在一溫度范圍內(nèi)具有高磁熱效應(yīng)的材料成分，前述溫度范圍接近于高溫端11在正常工作狀態(tài)中的溫度。最靠近中間低溫端13的元件單元64包括在一溫度范圍內(nèi)具有高磁熱效應(yīng)的材料成分，前述溫度范圍接近于中間低溫端13在正常工作狀態(tài)中的溫度。各個磁熱元件59具有多個元件單元65、66、67、68、69 (以下稱作65_69)。多個元件單元65-69在磁熱元件59的縱向方向上設(shè)置，即，沿工作水的流動方向設(shè)置。分別構(gòu)造多個元件單元65-69的材料具有不同的居里溫度。即，多個元件單元65-69在彼此不同的溫度區(qū)域分別具有高磁熱效應(yīng)Λ S(J/kgK)。最靠近低溫端12的元件單元69包括在一溫度范圍內(nèi)具有高磁熱效應(yīng)的材料成分，前述溫度范圍接近于低溫端12在正常工作狀態(tài)中的溫度。最靠近中間高溫端14的元件單元65包括在一溫度范圍內(nèi)具有高磁熱效應(yīng)的材料成分,前述溫度范圍接近于中間高溫端14在正常工作狀態(tài)中的溫度。顯示高磁熱效應(yīng)的溫度區(qū)域稱作有效溫度區(qū)域。該有效溫度區(qū)域的上限溫度和下限溫度取決于例如磁熱元件49的材料成分。多個元件單元60-64以有效溫度區(qū)域在高溫端11和中間低溫端13之間對準(zhǔn)的方式串聯(lián)地布置。換言之，多個元件單元60-64的有效溫度區(qū)域具有臺階形分布，以便從高溫端11向中間低溫端13逐漸下降。有效溫度區(qū)域的臺階形分布大致對應(yīng)于在正常工作狀態(tài)中高溫端11和中間低溫端13之間限定的溫度分布。多個元件單元65-69以有效溫度區(qū)域在中間高溫端14和低溫端12之間對準(zhǔn)的方式串聯(lián)地布置。換言之，多個元件單元65-69的有效溫度區(qū)域具有臺階形分布，以便從中間高溫端14向低溫端12逐漸下降。有效溫度區(qū)域的臺階形分布大致對應(yīng)于在正常工作狀態(tài)中中間高溫端14和低溫端12之間限定的溫度分布。此外，第一和第二 MCD單元40、50的第一和第二磁熱元件49、59通過熱串聯(lián)連接構(gòu)造一個磁熱元件。具體地，多個元件單元60-64、65-69以有效溫度區(qū)域在高溫端11和低溫端12之間對準(zhǔn)的方式串聯(lián)地布置。換言之，多個元件單元60-64、65-69的有效溫度區(qū)域具有在高溫端11和低溫端12之間的臺階形分布。有效溫度區(qū)域的臺階形分布大致對應(yīng)于在正常工作狀態(tài)中高溫端11和低溫端12之間限定的溫度分布。
此外，各個MCD單元40、50具有熱地并聯(lián)連接的多個磁熱元件49、59。例如，在第一 MCD單元40中，五個磁熱元件49熱地并聯(lián)連接。此外，在第二 MCD單元50中，五個磁熱元件59熱地并聯(lián)連接。第一轉(zhuǎn)換器70設(shè)置在泵30的回轉(zhuǎn)軸32和第一 MCD單元40的回轉(zhuǎn)軸42之間。第一轉(zhuǎn)換器70控制回轉(zhuǎn)軸32和回轉(zhuǎn)軸42之間的旋轉(zhuǎn)速度和/或旋轉(zhuǎn)相位。第二轉(zhuǎn)換器80設(shè)置在泵30的回轉(zhuǎn)軸32和第二 MCD單元50的回轉(zhuǎn)軸52之間。第二轉(zhuǎn)換器80控制回轉(zhuǎn)軸32和回轉(zhuǎn)軸52之間的旋轉(zhuǎn)速度和/或旋轉(zhuǎn)相位。電機(jī)20例如連接到第二 MCD單元50的回轉(zhuǎn)軸52。第一轉(zhuǎn)換器70和第二轉(zhuǎn)換器80控制泵30的回轉(zhuǎn)軸32、第一 MCD單元40的回轉(zhuǎn)軸42、和第二 MCD單元50的回轉(zhuǎn)軸52之間的旋轉(zhuǎn)關(guān)系，以實現(xiàn)AMR循環(huán)。通道部分71設(shè)置在泵30和第一 MCD單元40之間，并限定用于工作水的通道。一個缸筒33和一個工作腔46通過通道部分71限定的通道彼此連通。通道部分81設(shè)置在泵30和第二 MCD單元50之間，并限定用于工作水的通道。一個缸筒33和一個工作腔56通過通道部分81限定的通道彼此連通。多個MHP單元由第一MCD單元40和限定在泵30的右半部分中的多筒活塞泵構(gòu)造。具體地，五個MHP單元被構(gòu)造。多個MHP單元熱地并聯(lián)連接。多個MHP單元由第二MCD單元50和限定在泵30的左半部分中的多筒活塞泵構(gòu)造。具體地，五個MHP單元被構(gòu)造。多個MHP單元熱地并聯(lián)連接。此外，位于泵30的右側(cè)上的多個MHP單元和位于泵30的左側(cè)上的多個MHP單元熱地串聯(lián)連接。如圖2所示，輔助熱源裝置5的熱交換器90設(shè)置在外殼41的外部。熱交換器90具有位于外殼41的外部的外殼91。外殼91為環(huán)形,包圍外殼41的外周。外殼91在徑向方向上分隔和限定在外殼41的外側(cè)上的夾套92。夾套92用于流動冷卻水。外殼91具有用于冷卻水的入口和出口。用于冷卻逆變器7的冷卻水通過泵9循環(huán)并流過夾套92。熱交換器90還具有多個散熱片93,用于便于在冷卻水和外殼41之間的熱交換。由于散熱片93，逆變器7的廢熱容易地傳遞到外殼41。傳遞到外殼41的熱還傳遞到工作水和磁熱元件49。S卩，輔助熱源裝置5通過工作水將逆變器7的熱量供應(yīng)到磁熱元件49。根據(jù)該構(gòu)造，使用工作水，逆變器7的熱量傳遞到磁熱元件49。此外，由于將逆變器7的熱量傳遞到工作水的熱交換器90，熱傳遞能夠高效地執(zhí)行。熱交換器90定位成供應(yīng)熱量到MHP設(shè)備2。因此，MHP設(shè)備2能夠通過逆變器7的廢熱加熱。MHP設(shè)備2將熱量傳遞到高溫端11。因此，除了通過室外熱交換器4吸收的熱量外，逆變器7的廢熱傳遞到高溫端11。結(jié)果，室內(nèi)熱交換器3的加熱效果可以被增加。此外，在MHP設(shè)備2的空閑時間，通過逆變器7的廢熱能夠很快地啟動加熱。在低溫環(huán)境中，例如冬天，MHP設(shè)備2能夠通過逆變器7的廢熱溫暖。熱交換器90靠近高溫端11，而不是靠近MHP設(shè)備2的熱的中間或中部部分。因此，能夠為MHP設(shè)備2合適地執(zhí)行加熱，該MHP設(shè)備2用作加熱裝置。換言之，輔助熱源裝置5從高溫端11和低溫端12之間的中間位置或高溫端11和中間低溫端13之間的中間位置將逆變器7的熱量供應(yīng)到磁熱元件49。因此，磁熱元件49的中間部分能夠被加熱。因此，逆變器7的熱量能夠有效地泵送到高溫端11。此外，當(dāng)逆變器7的熱量在MHP設(shè)備2的啟動時間處供應(yīng)時，通過從中間部分加熱磁熱元件49,能夠輔助該啟動。換言之，輔助熱源裝置5將逆變器7的熱量從靠近高溫端11的位置供應(yīng)到磁熱元件49，而不是從低溫端12和高溫端11之間的中間端(中心部分)13、14。因此，逆變器7的熱量能夠有效地泵送到高溫端11。此外，因為高溫端11的溫度上升，能夠輔助MHP設(shè)備2的啟動。熱交換器90以熱量僅供應(yīng)到第一 MCD單元40的方式設(shè)置。因此，逆變器7的廢熱能夠供應(yīng)到高溫側(cè)上的MCD單元40，沒有供應(yīng)到低溫側(cè)上的MCD單元50。因此，廢熱容易地傳遞到高溫端11。如圖2所示,熱交換器90以熱量供應(yīng)到元件單元63的方式設(shè)置,元件單元63具有對應(yīng)于在正常工作時間處的冷卻水的溫度的有效溫度區(qū)域。當(dāng)逆變器7工作時，冷卻水的溫度具有大致恒定(均勻)值。冷卻水的熱量從熱交換器90傳遞到外殼41。然后，冷卻水的熱量從外殼41傳遞到工作水,并且還從工作水傳遞到元件單元63。元件單元63具、有在有效溫度區(qū)域內(nèi)的高磁熱效應(yīng)。因此，逆變器7的廢熱能夠通過元件單元63有效地吸收，并且被有效地吸收的熱量能夠傳遞到高溫端11。因此，逆變器7的熱量供應(yīng)到具有對應(yīng)于從逆變器7供應(yīng)的熱量的溫度的有效溫度區(qū)域的元件單元63。因此，元件單元63能夠有效地吸取逆變器7的熱量?？照{(diào)I具有控制裝置(CNTR) 10?？刂蒲b置10控制空調(diào)I的多個部件。例如，控制裝置10控制電機(jī)20以便至少啟動或停止MHP設(shè)備2。此外，控制裝置10控制第一轉(zhuǎn)換器70和第二轉(zhuǎn)換器80，以便切換第一轉(zhuǎn)換器70和第二轉(zhuǎn)換器80的旋轉(zhuǎn)速度和/或旋轉(zhuǎn)相位的狀態(tài)。此外，控制裝置10控制泵9以便至少間歇地供應(yīng)逆變器7的廢熱到MHP設(shè)備2。此外，控制裝置10控制逆變器7，以便調(diào)節(jié)逆變器7的廢熱的量?？刂蒲b置10可以是變暖部分，變暖部分在冬天或冷的地區(qū)啟動MHP設(shè)備2時執(zhí)行變暖控制。在變暖控制中，MHP設(shè)備2變暖，以便減少用于啟動MHP設(shè)備2所需的啟動時間。當(dāng)MHP設(shè)備2在低溫環(huán)境中起動時，變暖部分起動以便與MHP設(shè)備2的啟動幾乎同時地或在MHP設(shè)備2的啟動之前啟動泵9。因此，MHP設(shè)備2的溫度，具體地磁熱元件49、59的溫度能夠快速地上升。此外，當(dāng)MHP設(shè)備2啟動時，變暖部分控制逆變器7以相對于通常時間增加逆變器7的熱量。因此，MHP設(shè)備2能夠被快速地加熱。此外，控制裝置10可以對應(yīng)于輔助熱量控制器，該輔助熱量控制器通過控制逆變器7和/或泵9來控制從逆變器7供應(yīng)到MHP設(shè)備2的熱量。例如，輔助熱量控制器通過控制逆變器7的熱量來控制由MHP設(shè)備2從外部空氣泵送的熱量?？刂蒲b置10可以由微處理器構(gòu)造，該微處理器具有能夠通過計算機(jī)讀取的介質(zhì)。該介質(zhì)存儲能夠通過計算機(jī)讀取的程序。該介質(zhì)可以是存儲器。當(dāng)控制裝置10執(zhí)行程序時，控制裝置10工作和運行以實施上述控制。控制裝置10可以包括功能塊或模塊。將描述空調(diào)I的操作。當(dāng)電機(jī)20旋轉(zhuǎn)時，回轉(zhuǎn)軸52旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子芯54和永磁鐵55通過回轉(zhuǎn)軸52的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動。因此，通過永磁鐵55,外部磁場交替地施加到多個磁熱元件59或從多個磁熱元件59去除。回轉(zhuǎn)軸52的旋轉(zhuǎn)通過第二轉(zhuǎn)換器80傳遞到回轉(zhuǎn)軸32。當(dāng)回轉(zhuǎn)軸32旋轉(zhuǎn)時，凸輪板34旋轉(zhuǎn)。當(dāng)凸輪板34旋轉(zhuǎn)時，凸輪板34的徑向外側(cè)部分在軸線方向上移動，并且活塞35和活塞36在軸線方向上往復(fù)移動。此時，缸筒33的容積波動。根據(jù)缸筒33的容積的變化，工作水流出缸筒33或流入缸筒33。活塞36增加或降低缸筒33的左半部分的容積。當(dāng)活塞36往復(fù)移動時，在工作腔56中產(chǎn)生工作水的兩向流。當(dāng)工作水從中間高溫端14流向低溫端12時，磁熱元件59的冷能從中間高溫端14傳遞向低溫端12。此外，存在于低溫端12附近的工作水的一部分通過出口 57流到低溫側(cè)循環(huán)通路16中。低溫側(cè)循環(huán)通路16的工作水通過室外熱交換器4。此時，工作水被外部空氣加熱。即，工作水冷卻外部空氣。當(dāng)工作水從低溫端12流向中間高溫端14時，磁熱元件59的熱能從低溫端12傳遞向中間高溫端14。此時，工作水從低溫側(cè)循環(huán)通路16流到工作腔56中。此外，回轉(zhuǎn)軸32的旋轉(zhuǎn)通過第一轉(zhuǎn)換器70被傳遞到回轉(zhuǎn)軸42。當(dāng)回轉(zhuǎn)軸42旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子芯44和永磁鐵45旋轉(zhuǎn)。因此,通過永磁鐵45,外部磁場被交替地施加到磁熱兀件49或從磁熱元件49去除。活塞35增加或降低缸筒33的右半部分的容積。當(dāng)活塞35往復(fù)移動時，在工作腔·46中產(chǎn)生工作水的兩向流。當(dāng)工作水從中間低溫端13流向高溫端11時，磁熱元件49的熱能從中間低溫端13傳遞向高溫端11。此外，存在于高溫端11附近的工作水的一部分通過出口 47流到高溫側(cè)循環(huán)通路15中。高溫側(cè)循環(huán)通路15的工作水通過室內(nèi)熱交換器3。此時，工作水加熱內(nèi)部空氣。即，工作水被內(nèi)部空氣冷卻。當(dāng)工作水從高溫端11流向中間低溫端13時，磁熱元件49的冷能從高溫端11傳遞向中間低溫端13。此時，工作水從高溫側(cè)循環(huán)通路15流到工作腔46中。第二轉(zhuǎn)換器80使回轉(zhuǎn)軸52的旋轉(zhuǎn)和回轉(zhuǎn)軸32的旋轉(zhuǎn)同步，以便通過組合在施加和去除之間切換用于第二 MCD單元50的外部磁場和利用泵30切換工作水的兩向流,實現(xiàn)AMR循環(huán)。第一轉(zhuǎn)換器70使回轉(zhuǎn)軸42的旋轉(zhuǎn)和回轉(zhuǎn)軸32的旋轉(zhuǎn)同步，以便通過組合在施加和去除之間切換用于第一 MCD單元40的外部磁場和利用泵30切換工作水的兩向流,實現(xiàn)AMR循環(huán)。為了實現(xiàn)AMR循環(huán)，在施加和去除之間切換外部磁場和切換工作水的兩向流被組合，以便重復(fù)以下四個步驟(I)、(2)、(3)和(4)。由于AMR循環(huán)，熱量逐步地和逐漸地傳遞，使得在熱傳遞中能夠獲得高效。(I)使用磁場切換器44、45、54、55施加外部磁場到磁熱兀件49、59。(2)在施加磁場期間的時期中，利用泵30使工作水從低溫端12流向中間高溫端14以及使工作水從中間低溫端13流向高溫端11。(3)通過控制磁場切換器44、45、54、55，從磁熱兀件49、59去除外部磁場。(4)在去除磁場期間的時期中，利用泵30使工作水從中間高溫端14流向低溫端12以及使工作水從高溫端11流向中間低溫端13。當(dāng)利用泵30的左半部分和MCD單元50重復(fù)這四個步驟(I)、⑵、(3)和(4)時，磁熱效應(yīng)產(chǎn)生的冷能傳遞向低溫端12，并且磁熱效應(yīng)產(chǎn)生的熱能傳遞向中間高溫端14。此時，磁熱元件59和工作水用作存儲熱能和冷能的儲熱器。當(dāng)重復(fù)前述過程時，工作腔56的內(nèi)部用作具有溫度梯度的儲熱器，并且該溫度梯度逐漸變大。最終，在正常的工作狀態(tài)中，在低溫端12和中間高溫端14之間產(chǎn)生大的溫度差。傳遞到中間高溫端14的熱能經(jīng)由第二轉(zhuǎn)換器80、泵30和第一轉(zhuǎn)換器70被進(jìn)一步傳遞到第一 MCD單元40。當(dāng)利用泵30的右半部分和MCD單元40重復(fù)這四個步驟(I)、⑵、(3)和(4)時，磁熱效應(yīng)產(chǎn)生的冷能傳遞向中間低溫端13，并且磁熱效應(yīng)產(chǎn)生的熱能傳遞向高溫端11。此時，磁熱元件49和工作水用作存儲熱能和冷能的儲熱器。當(dāng)重復(fù)前述過程時，工作腔46的內(nèi)部用作具有溫度梯度的儲熱器，并且該溫度梯度逐漸變大。最終，在正常的工作狀態(tài)中，在中間低溫端13和高溫端11之間產(chǎn)生大的溫度差。傳遞到中間低溫端13的冷能經(jīng)由第一轉(zhuǎn)換器70、泵30和第二轉(zhuǎn)換器80被進(jìn)一步傳遞到第二 MCD單元50。因此，在本實施例中，當(dāng)外部磁場施加到磁熱元件49、59時，泵30從低溫端12向高溫端11泵送工作水。當(dāng)從磁熱元件49、59去除外部磁場時，熱傳遞介質(zhì)被從高溫端11泵送向低溫端12。
此外，當(dāng)泵30從低溫端12向高溫端11泵送工作水時，工作水從高溫端11排出到高溫側(cè)循環(huán)通路15，并且該工作水被從低溫側(cè)循環(huán)通路16吸到低溫端12。此外，當(dāng)泵30從高溫端11向低溫端12泵送工作水時，工作水從低溫端12排出到低溫側(cè)循環(huán)通路16，并且該工作水被從高溫側(cè)循環(huán)通路15吸到高溫端11。如果僅注意第一 MCD單元40，當(dāng)工作水從中間低溫端13流向高溫端11時，泵30從高溫端11向高溫側(cè)循環(huán)通路15排出工作水。此外，當(dāng)工作水從高溫端11流向中間低溫端13時，泵30從高溫側(cè)循環(huán)通路15抽吸工作水到高溫端11。如果僅注意第二 MCD單元50，當(dāng)工作水從中間高溫端14流向低溫端12時，泵30從低溫端12向低溫側(cè)循環(huán)通路16排出工作水。此外，當(dāng)工作水從低溫端12流向中間高溫端14時，泵30從低溫側(cè)循環(huán)通路16抽吸工作水到低溫端12。MCD單元40、泵30和MCD單元50用作一連串的MHP設(shè)備2。結(jié)果，在低溫端12和高溫端11之間出現(xiàn)大的溫度梯度。從低溫端12流出的低溫工作水從室外熱交換器4中的外部空氣吸收熱量，并且通過再次返回到低溫端12將該熱量供應(yīng)到低溫端12。MHP設(shè)備2將供應(yīng)到低溫端12的熱量泵送到高溫端11。從高溫端11流出的高溫工作水將熱量供應(yīng)到室內(nèi)熱交換器3中的內(nèi)部空氣，并且通過再次返回到高溫端11而從高溫端11接收熱量。逆變器7將從電池6供應(yīng)的DC電力轉(zhuǎn)換成AC電力，并且將該AC電力供應(yīng)到電機(jī)8。逆變器7的切換元件通過冷卻水冷卻。當(dāng)泵9被控制裝置10驅(qū)動時，逆變器7的熱量供應(yīng)到熱交換器90。熱交換器90利用冷卻水溫暖MHP設(shè)備2。因此，MHP設(shè)備2在低溫環(huán)境中也能快速啟動。此外，熱交換器90用作為MHP設(shè)備2供應(yīng)熱量的熱源。因為逆變器7的廢熱供應(yīng)到MHP設(shè)備2，因此MHP設(shè)備2的高溫端11獲得的熱量增加。結(jié)果，用于加熱操作的室內(nèi)熱交換器3的熱量增加。熱交換器90設(shè)置成供應(yīng)熱量到元件單元63，該元件單元63的有效溫度區(qū)域大致等于正常工作時的冷卻水的溫度。換言之，熱交換器90設(shè)置成供應(yīng)熱量到元件單元63，該元件單元63在冷卻水的正常時刻溫度具有高磁熱效應(yīng)。因此，冷卻水的熱量被MHP設(shè)備2有效地吸收。根據(jù)第一實施例，通過使用逆變器7作為加熱元件，逆變器7的廢熱可以用于MHP設(shè)備2。MHP設(shè)備2可以使用外部空氣作為主熱源，并且還可以使用逆變器7的熱量作為輔助熱源。此外，逆變器7的熱量供應(yīng)到MHP設(shè)備2的MCD單元，該MCD單元的有效溫度區(qū)域?qū)?yīng)于從逆變器7供應(yīng)的熱量的溫度，使得逆變器7的熱量能夠被有效地使用。此外，MHP設(shè)備2可以利用從逆變器7供應(yīng)的熱量被預(yù)加熱。因此，加熱元件的熱量可以用于輔助MHP設(shè)備2從冷的環(huán)境中啟動。(第二實施例)圖4是顯示根據(jù)第二實施例的MHP設(shè)備202的剖視圖。盡管在第一實施例中高溫側(cè)MCD單元40和低溫側(cè)MCD單元50具有大致相同尺寸和熱容量，但是在第二實施例中，位于從熱交換器90開始的低溫側(cè)上的磁熱元件的數(shù)量被減少，考慮到通過熱交換器90供應(yīng)到MHP設(shè)備的逆變器7的廢熱的熱量。
在MHP設(shè)備202中，與高溫側(cè)MCD單元240相比，低溫側(cè)MCD單元250的尺寸和熱容量被制成較小。MCD單元240具有由五個元件單元260、261、262、263、264(以下稱作260-264)構(gòu)成的磁熱元件249。MCD單元250具有由四個元件單元265、266、267、268 (以下稱作265-268)構(gòu)成的磁熱元件259。因此，低溫側(cè)MCD單元250的磁熱元件259的數(shù)量小于高溫側(cè)MCD單元240的磁熱元件249的數(shù)量。因此，外殼251、轉(zhuǎn)子芯254和永磁鐵255的軸向長度被設(shè)成小于外殼41、轉(zhuǎn)子芯44和永磁鐵45的軸向長度。即，低溫側(cè)MCD單元250的磁路被設(shè)成小于高溫側(cè)MCD單元240的磁路。結(jié)果，MHP設(shè)備202的整個尺寸被制得較小。此外，在第二實施例中，元件單元260-264、265_268的有效溫度范圍的臺階形分布大致對應(yīng)于正常工作時的高溫端11和低溫端12之間限定的溫度分布。根據(jù)第二實施例，用于MHP設(shè)備202中的磁熱元件的數(shù)量可以被減少。此外，磁路的尺寸可以制的較小。結(jié)果，MHP設(shè)備202的尺寸可以制的較小。(第三實施例)圖5為顯示具有根據(jù)第三實施例的MHP設(shè)備2的空調(diào)301的示意圖。盡管在第一和第二實施例中，逆變器7的廢熱通過固定到高溫側(cè)MCD單元40、240的熱交換器90回收，但是在第三實施例中，輔助熱源裝置305的熱交換器390設(shè)置在低溫側(cè)循環(huán)通路16中。在低溫側(cè)循環(huán)通路16中，熱交換器390位于室外熱交換器4和MCD單元50之間。輔助熱源裝置305將逆變器7的熱量經(jīng)由低溫端12供應(yīng)到磁熱元件59、49。因此，從對應(yīng)于主熱源的外部空氣吸收的熱量和從逆變器7吸收的熱量可以以并行的關(guān)系傳導(dǎo)。(第四實施例)圖6為顯示具有根據(jù)第四實施例的MHP設(shè)備2的空調(diào)401的示意圖。盡管在前述實施例中逆變器7是輔助熱源裝置5、305的加熱部件，但是在第四實施例中電加熱器407是輔助熱源裝置405的加熱部件。電池6給電加熱器407供應(yīng)電力。包括電加熱器407的熱交換器490設(shè)置到MCD單元40。從電加熱器407產(chǎn)生的熱量通過熱交換器490傳遞到工作水。當(dāng)從電池6供應(yīng)電力時，電加熱器407發(fā)出熱量。當(dāng)電加熱器407發(fā)出熱量時，電加熱器407的溫度對應(yīng)于元件單元63的有效溫度范圍。控制裝置410控制用于電加熱器407的電力供應(yīng)。因此，對應(yīng)于加熱部件的電加熱器407的熱量可以供應(yīng)到MHP設(shè)備2。(第五實施例)
圖7是顯示根據(jù)第五實施例的MHP設(shè)備502的剖視圖。MHP設(shè)備502代替MHP設(shè)備2用于第一實施例的空調(diào)I中。盡管在前述實施例中泵30由旋轉(zhuǎn)斜盤泵制成，但是第五實施例的泵530由徑向活塞泵制成。此外，在第五實施例中，兩個工作腔46、56被連接以對應(yīng)于一個容積可變的腔。泵530具有圓柱形外殼531。外殼531在中心軸線處可旋轉(zhuǎn)地支撐回轉(zhuǎn)軸532?；剞D(zhuǎn)軸532直接地連接到回轉(zhuǎn)軸42和回轉(zhuǎn)軸52。外殼531分隔和限定至少一個缸筒533。外殼531分隔和限定多個缸筒533，這多個缸筒533圍繞回轉(zhuǎn)軸532以等間距布置。例如，外殼531分隔和限定五個缸筒533。外殼531容納凸輪534。凸輪534具有在外圓周表面上的凸輪表面。凸輪534連接到回轉(zhuǎn)軸532，以隨回轉(zhuǎn)軸532旋轉(zhuǎn)。一個活塞535設(shè)置在對應(yīng)的缸筒533中。活塞535在缸筒533中沿徑向方向往復(fù)運動。結(jié)果，一缸筒正排量活塞泵被限定在相應(yīng)的缸筒533中。因為外殼531具有五個缸筒533,因此泵533提供了五缸筒活塞泵。由于一組腔，泵530產(chǎn)生用于第一 MCD單元40和第二 MCD單元50的平行的工作水流。缸筒中的一個同時產(chǎn)生從低溫端12流向中間高溫端14的水流和從高溫端11流向中間低溫端13的水流。此外，缸筒中的另一個同時產(chǎn)生從高溫端11流向中間低溫端13的水流和從低溫端12流向中間高溫端14的水流。當(dāng)工作水從中間低溫端13流向高溫端11時，泵530從高溫端11向高溫側(cè)循環(huán)通路15排出工作水。此外，當(dāng)工作水從中間高溫端14流向低溫端12時，泵530從低溫端12向低溫側(cè)循環(huán)通路16排出工作水。當(dāng)工作水從高溫端11流向中間低溫端13時，泵530將工作水從高溫側(cè)循環(huán)通路15吸到高溫端11高溫端11。此外，當(dāng)工作水從低溫端12流向中間高溫端14時，泵530將工作水從低溫側(cè)循環(huán)通路16吸到低溫端12。在多個工作腔46、56被設(shè)置成對應(yīng)于單個容量腔的情況中，當(dāng)外部磁場施加到腔46中的一個時,夕卜部磁場不施加到另一個腔56。結(jié)果,磁熱兀件49在腔46中發(fā)出熱量,并且熱能被傳遞。同時，磁熱元件59在腔56中吸收熱量，并且冷能被傳遞。(其它實施例)本公開不局限于前述實施例。MHP設(shè)備可以是吸收內(nèi)部空氣的熱量并向外部空氣散發(fā)熱量的冷卻裝置，而不是加熱裝置。在此情況中，低溫側(cè)熱交換器4位于內(nèi)部，并且高溫側(cè)熱交換器3位于外部。MHP設(shè)備不局限于MCD單元40、50在泵30的兩側(cè)彼此相對的前述構(gòu)造?？蛇x地，MHP設(shè)備可以通過泵30的一半和MCD單元40、50中的一個構(gòu)造。例如，MHP設(shè)備可以通過泵30的右半部分和MCD單元40構(gòu)成。在該情況中，室外熱交換器4可以設(shè)置在泵30和MCD單元40之間。在磁場切換器中，代替永磁鐵的旋轉(zhuǎn)，磁熱元件可以被移動?？梢允褂秒姶盆F，而不是永磁鐵。熱傳遞介質(zhì)不局限于工作水。第一熱傳遞介質(zhì)用于限定具有磁熱兀件49、59、249、259的AMR循環(huán)。第二熱傳遞介質(zhì)用于將MHP設(shè)備獲得的冷能和/或熱能傳遞到熱交換器3、4。第一熱傳遞介質(zhì)和第二熱傳遞介質(zhì)可以彼此分離。例如，額外地設(shè)置水循環(huán)回路和泵以傳遞從高溫端11獲得的熱能，而不是MHP設(shè)備。、
加熱部件可以是電池6或電機(jī)8，而不是逆變器7和/或電加熱器407。此外，除了逆變器7和/或電加熱器407之外，電池6和/或電機(jī)8可以用作加熱部件。電加熱器407直接地固定到MCD單元40的外表面，以便加熱上述說明中的單元40。可選地，熱交換器可以設(shè)置用于在被電加熱器407和MCD單元40加熱的熱傳遞介質(zhì)之間交換熱量。在上述說明中，通過旋轉(zhuǎn)斜盤泵或徑向活塞泵來提供多缸筒泵?？蛇x地，其它正排量泵可以用作該泵。單工作腔46、56被設(shè)置，用于對應(yīng)于上述說明中的泵的單缸筒?？蛇x地，該配置可以以多個缸筒對應(yīng)于單工作腔、單缸對應(yīng)于多個工作腔、或多缸對應(yīng)于多工作腔的方式形成。磁熱元件49、59具有能夠與流過工作腔46、56的工作水充分地?zé)峤粨Q的形狀。更 具體地，例如，圖8所示的磁熱元件49可以用于這些實施例中。如圖8所示，磁熱元件49具有方柱形狀，并且通過層疊多個板部件49a、49b構(gòu)成。板部件49a具有溝槽49c，該溝槽49c限定用于工作水的通道。板部件49b位于在層疊方向上的末端，并且不具有溝槽?？蛇x地，磁熱元件可以通過僅層疊具有相同形狀的相同板部件構(gòu)成。磁熱元件49內(nèi)部具有用于工作水的多個通道。多個通道便于元件49和工作水之間的熱交換。通道限定在彼此相鄰的板部件49a、49b之間。磁熱元件59可以具有與磁熱元件49相似的結(jié)構(gòu)。MHP設(shè)備可以用于居所中的空調(diào)，而不是車輛。除了外部空氣，主熱源可以是水或沙子?？刂蒲b置的方法和功能可以僅用軟件、僅用硬件或軟件和硬件的組合提供。例如，控制裝置可以由模擬電路形成。這些變化和改進(jìn)可以理解成在如所附權(quán)利要求限定的本公開的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種磁熱效應(yīng)型熱泵設(shè)備(2)，其將主熱源(4)的熱量供應(yīng)到熱負(fù)載(3)，所述磁熱效應(yīng)型熱泵設(shè)備包括 磁熱元件(49, 59, 249, 259),當(dāng)向所述磁熱元件施加外部磁場時,所述磁熱元件產(chǎn)生熱量，當(dāng)從所述磁熱元件去除外部磁場時，所述磁熱元件吸收熱量； 磁場切換器(44，45，5455，254，255)，該磁場切換器在施加和去除之間切換外部磁場；泵(30，530)，當(dāng)外部磁場施加到磁熱元件時，所述泵從磁熱元件的低溫端(13，12)向磁熱元件的高溫端(14，11)泵送熱傳遞介質(zhì)，并且當(dāng)外部磁場從磁熱元件去除時，所述泵從所述高溫端(14，11)向所述低溫端(13，12)泵送熱傳遞介質(zhì)；和 輔助熱源裝置(5，305，405)，所述輔助熱源裝置將加熱元件(7，407)的熱量供應(yīng)到所述磁熱元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁熱效應(yīng)型熱泵設(shè)備，其中 所述輔助熱源裝置通過所述熱傳遞介質(zhì)將所述加熱元件的熱量供應(yīng)到所述磁熱元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁熱效應(yīng)型熱泵設(shè)備，其中 所述輔助熱源裝置包括熱交換器(90，390，490)，所述熱交換器將所述加熱元件的熱量傳遞到所述熱傳遞介質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁熱效應(yīng)型熱泵設(shè)備，其中 所述輔助熱源裝置從位于所述低溫端和所述高溫端之間的中間位置將所述加熱元件的熱量供應(yīng)到所述磁熱元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁熱效應(yīng)型熱泵設(shè)備，其中 所述輔助熱源裝置從與所述高溫端(11)相鄰的位置、而不是從低溫端(12)和高溫端(11)之間的中間位置(13，14)將所述加熱元件的熱量供應(yīng)到所述磁熱元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁熱效應(yīng)型熱泵設(shè)備，其中 所述磁熱元件具有多個元件單元(60-69,260-268),所述多個元件單元分別具有彼此不同的有效溫度范圍，所述元件單元在所述有效溫度范圍內(nèi)具有高磁熱效應(yīng)， 所述多個元件單元以有效溫度范圍對準(zhǔn)的方式串聯(lián)地布置在高溫端和低溫端之間，并且 所述輔助熱源裝置將加熱元件的熱量供應(yīng)到所述多個元件單元中的、有效溫度范圍與加熱元件的熱量的溫度對應(yīng)的一個元件單元(63,263)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁熱效應(yīng)型熱泵設(shè)備，其中 所述輔助熱源裝置將加熱元件的熱量供應(yīng)到磁熱元件的低溫端(12)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁熱效應(yīng)型熱泵設(shè)備，其中 所述主熱源是車輛外部的外部空氣，并且所述熱負(fù)載是車輛內(nèi)部的內(nèi)部空氣，并且 所述加熱元件是逆變器裝置(7)，所述逆變器裝置向用于驅(qū)動車輛的驅(qū)動電機(jī)供應(yīng)電力。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的磁熱效應(yīng)型熱泵設(shè)備，還包括 室外熱交換器(4)，所述室外熱交換器與所述主熱源交換熱量； 低溫循環(huán)通路(16)，所述低溫循環(huán)通路穿過所述室外熱交換器； 室內(nèi)熱交換器(3)，所述室內(nèi)熱交換器與所述熱負(fù)載交換熱量；和 高溫循環(huán)通路(15)，所述高溫循環(huán)通路穿過所述室內(nèi)熱交換器，其中當(dāng)熱傳遞介質(zhì)從低溫端(13)流向高溫端(11)時，所述泵將熱傳遞介質(zhì)從高溫端排出到高溫循環(huán)通路， 當(dāng)所述熱傳遞介質(zhì)從高溫端(11)流向低溫端(13)時，所述泵將熱傳遞介質(zhì)從高溫循環(huán)通路吸到高溫端， 當(dāng)所述熱傳遞介質(zhì)從高溫端(14)流向低溫端(12)時，所述泵將熱傳遞介質(zhì)從低溫端排出到低溫循環(huán)通路，并且 當(dāng)熱傳遞介質(zhì)從低溫端(12)流向高溫端(14)時，所述泵將熱傳遞介質(zhì)從低溫循環(huán)通路吸到低溫端。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的磁熱效應(yīng)型熱泵設(shè)備，其中 所述磁熱元件包括 第一部分(49，249)，所述第一部分設(shè)置在第一單元(40，240)中，所述第一部分具有高溫端(11)和與該高溫端(11)相對的中間低溫端(13);和 第二部分(59，259)，所述第二部分設(shè)置在第二單元(50，250)中，所述第二部分具有低溫端(12)和與該低溫端(12)相對的中間高溫端(14)， 所述磁場切換器包括 第一永磁鐵(45)，所述第一永磁鐵設(shè)置在第一單元中，所述第一永磁鐵通過旋轉(zhuǎn)在施加和去除之間切換用于磁熱元件的第一部分的外部磁場；和 第二永磁鐵(55)，所述第二永磁鐵設(shè)置在第二單元中，所述第二永磁鐵通過旋轉(zhuǎn)在施加和去除之間切換用于磁熱元件的第二部分的外部磁場， 當(dāng)熱傳遞介質(zhì)在第一單元中從中間低溫端(13)流向高溫端(11)時，所述泵將熱傳遞介質(zhì)從高溫端排出到高溫循環(huán)通路， 當(dāng)熱傳遞介質(zhì)在第一單元中從高溫端(11)流向中間低溫端(13)時，所述泵將熱傳遞介質(zhì)從高溫循環(huán)通路吸到高溫端， 當(dāng)熱傳遞介質(zhì)在第二單元中從中間高溫端(14)流向低溫端(12)時，所述泵將熱傳遞介質(zhì)從低溫端排出到低溫循環(huán)通路，并且 當(dāng)熱傳遞介質(zhì)在第二單元中從低溫端(12)流向中間高溫端(14)時，所述泵將熱傳遞介質(zhì)從低溫循環(huán)通路吸到低溫端。
全文摘要
一種磁熱效應(yīng)型熱泵設(shè)備(2)，包括磁熱元件(49，59，249，259)，當(dāng)向磁熱元件施加外部磁場時，所述磁熱元件產(chǎn)生熱量，當(dāng)從磁熱元件去除外部磁場時，所述磁熱元件吸收熱量；磁場切換器(44，45，5455，254，255)，使外部磁場的施加和去除相互切換；泵(30，530)，在磁熱元件的低溫端(13，12)和高溫端(14，11)之間泵送熱傳遞介質(zhì)；和輔助熱源裝置(5，305，405)，將加熱元件(7，407)的熱量供應(yīng)到所述磁熱元件。
文檔編號F25B21/00GK102759215SQ20121011867
公開日2012年10月31日 申請日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月25日
發(fā)明者八束真一, 守本剛, 渡邊直樹, 西澤一敏 申請人:株式會社電裝