用于冷却电化学蓄能器的冷却装置和方法

摘要

对于一种用于冷却电化学蓄能器（1）的方法，磁性的第一冷却液在主循环系统中至少暂时地流穿第一磁场（5）并且至少暂时地流穿电化学蓄能器。

权利要求

1.一种用于冷却电化学蓄能器（1）的装置，其特征在于，所述装置具有主循环系统（2、

3、4），在所述主循环系统中磁性的第一冷却液暂时地流穿或能够流穿第一磁场（5），并且至少暂时地流穿或能够流穿所述电化学蓄能器。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一磁场至少部分地由电磁铁（5a、5b）产生，所述电磁铁至少部分地和/或暂时地由所述电化学蓄能器供电。

3.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一冷却液至少暂时地被电驱动的、最好是磁性的泵（4）输送通过所述主循环系统，所述磁性的泵至少部分地和/或暂时地由所述电化学蓄能器提供电流。

4.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一冷却液至少暂时地通过热对流输送通过所述主循环系统。

5.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一冷却液至少暂时地流穿第一热交换器（12），在所述第一热交换器中，所述第一冷却液与流穿第二循环系统（8、

9、10）的第二冷却液交换热。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一热交换器至少部分地和/或至少暂时地暴露于所述第一磁场。

7.如权利要求5或6中任一项所述的装置，其特征在于，在所述第二循环系统中设置有三通阀（6），使用所述三通阀，第二冷却液能被引导至少暂时地流穿冷却器，但是也能被引导至少暂时地绕过冷却器。

8.如权利要求5至7中任一项所述的装置，其特征在于，所述第二冷却液是磁性的冷却液，所述磁性的冷却液能在所述第二循环中流穿第二磁场。

9.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一冷却液能至少暂时地流穿或能够流穿第二热交换器，其中所述第一冷却液能与交通工具的内部空间的冷却循环系统交换热。

10.一种具有如前述权利要求中任一项所述的装置的交通工具。

11.一种用于冷却电化学蓄能器的方法，其特征在于，磁性的第一冷却液在主循环系统中至少暂时地流穿或者能够流穿第一磁场，并且至少暂时地流穿或能够流穿所述电化学蓄能器。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一磁场至少部分地由电磁铁产生，所述电磁铁至少部分地和/或暂时地由所述电化学蓄能器提供电流。

13.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一冷却液至少暂时地被电驱动的、最好是磁性的泵输送通过所述主循环系统，所述磁性的泵至少部分地和/或暂时地由所述电化学蓄能器提供电流。

14.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一冷却液至少暂时地通过热对流输送通过所述主循环系统。

15.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一冷却液至少暂时地流穿第一热交换器，其中所述第一冷却液与流穿第二循环系统的第二冷却液交换热。

说明书

用于冷却电化学蓄能器的冷却装置和方法

[0001] 优先权申请DE102011100602.1的全部内容通过引用成为本申请的一部分。

[0002] 本发明涉及一种用于冷却电化学蓄能器的冷却装置和方法。这种装置和方法在原理上在不同的实现中是已知的。

[0003] DE102009038065A1描述了一种用于冷却电化学蓄能器（特别是含有锂的伽伐尼单电池）的装置和方法，依据该装置和方法，冷却剂绕流或流穿蓄能器、蓄能器壳，或者蓄能器或其壳的一部分，该冷却剂在发生火灾时发挥灭火作用。

[0004] DE102009016867A1描述了一种用于存储电能的装置，其具有导热设备，其适用于往单电池供给热功率和/或从单电池导出热功率。第一测量设备获取在预定位置上的温度，并且第二测量设备获取电流强度。控制设备根据所获取的温度和预定温度来确定温差，并且依赖于测出的温度、被确定出的温差和所获取的电流强度接通或关断用于导热设备和流体供应设备。

[0005] 由此可看出本发明的目的是进一步改进已知装置的性能和用于冷却电化学蓄能器的方法。该目的被根据独立权利要求所述的产品或方法实现。从属权利要求应为本发明的有益改进方式提供保护。

[0006] 根据本发明，提出一种用于冷却电化学蓄能器的装置，其具有主循环系统，在其中第一磁性冷却液能至少暂时地流穿或能够流穿第一磁场，并且至少暂时地流穿或能够流穿电化学蓄能器。

[0007] 关于电化学蓄能器被理解为一种蓄能器，其以电形式吸收能量，能以化学形式存储并且把存储的能量以电形式输出给用电器。这种电化学蓄能器的重要例子是（特别是基于锂化学的）伽伐尼单电池或由多个伽伐尼单电池构造的电池组。

[0008] 关于主循环系统被理解为一种用于引导冷却液的系统，通过该系统第一冷却液直接通过另一种液态的或气态的传热介质与待冷却的热源或待加热的热阱进行热交换。优选地，冷却液也能不只用于冷却热源，而是最好也用于加热热阱。优选地，在主循环系统中循环的第一冷却液被在第二循环系统中循环的第二传热介质冷却或加热。

[0009] 关于冷却液被理解为一种液态介质，其物理属性导致该液态介质适用于传输热。例如，这种物理属性是好的导热能力，大的比热抑或介质的动态属性，即使得介质能将热从一个地方传输到另一个地方的动态属性。冷却液不必同时或同样地具有所有这些物理属性。

[0010] 关于磁性液体或冷却液被理解为一种液体或冷却液，其具有至少一种能被磁场影响的物理属性，优选地，因为该磁性冷却液具有大量磁矩。磁性液体的重要例子是所谓的铁磁流体。其他的例子是显示所谓的磁热效应的液体。特别优选地，关于本发明使用磁热的铁磁流体。

[0011] 铁磁流体是对磁场做出反应的液体的例子。优选地，铁磁流体物质由几纳米大小的、优选在载液中悬浮的磁性粒子组成。优选地，所述液体是磁性粒子的悬浮液，该磁性粒子在载液中，优选在水或油中漂悬。特别优选地，所述粒子由具有热卡路里（thermokalorisch）属性的材料组成。优选的固体微粒最好用聚合的表面涂层稳定。优选地，铁磁流体稳定分散，其中固体微粒不随时间经过而沉淀并且在极强的磁场中也不互相集聚或从液体中沉积为特别的相。RonaldRosenzweig的书“Ferrohydrodynamics”（EA1985,RonaldE.Rosensweig:Ferrohydrodynamics.DoverPublications,MineolaNY1997,ISBN0-486-67834-2）中介绍铁磁流体材料。

[0012] 表述“磁流变液体”（MRF）代表了类似于铁磁流体对磁场做出反应的液体，但是其与铁磁流体相反会凝固。然而，磁流变液体由微米大小的磁性微粒的悬浮液组成，其中的磁性微粒大于典型的纳米大小的铁磁流体的微粒。当较大的MRF微粒被暴露于磁场中时，其趋于形成链。随后，MRF的粘度（“粘滞性”）被提高，使得其甚至能凝固，特别是当作用在其上的压力大得不足以使链断开时更是如此。与磁流变液体相反，铁磁流体最好不形成链。对于铁磁流体，微粒的随机运动不受将微粒聚合到一起的力的制约。铁磁流体的粘度在磁场中不改变或几乎不改变，但是其趋向于在高磁场中停留或流入高磁场。磁流变效应开始于10纳米以上的微粒大小，因此关于本发明的铁磁流体优选具有10纳米以下的微粒大小。

[0013] 铁磁流体最好是超顺磁性的并且具有少至非常少的磁滞现象。微粒最好是由铁、磁铁矿或钴组成并且最好小于磁畴，典型的直径为5-10nm（纳米）。周围的液体最好是油或水，也可能是蜡。最好添加有表面活性剂以便稳定悬浮液，通过该方法使得以胶束方式结合的微粒由于空间相互作用而互相排斥。

[0014] 超顺磁性，也叫超顺磁性效应，表示铁磁材料的非常小的微粒的磁性属性，如果先前施加的磁场已中断，则属性在低于居里温度的温度时也不保持永久性的磁化。这个现象以所谓的布朗松弛和所谓的尼尔松弛为基础，通过这些松弛，微粒的磁矩通过热影响（无磁场影响）而改变。

[0015] 这种微粒的聚集表现为肉眼可见的比如像顺磁材料，但具有铁磁材料的高的磁饱和。与真正的顺磁材料相反，所述微粒不是单个原子而是小的磁性粒子，它们互不相关地改变其磁化方向。超顺磁性的发生取决于所考虑的材料小于确定的粒子大小。对此的前提条件是，物质的粒子很小，以至于其仅构成一个磁畴，其也不具有或具有小的磁各向异性。在这种情况下，特别简单地，所有磁矩通过外部磁场在统一的方向上定向。如果粒子被缩小到依赖于物质的磁畴大小或缩小到小于依赖于物质的磁畴大小，则发生超顺磁性现象。依赖于物质的粒子大小也被标明为“超顺磁性界限”。

[0016] 铁磁流体的重要例子是纳米微粒的水状或油状悬浮液，其最好包含MnZnFe2O4或钆或钆化合物。美国专利文献US5958282和US5322756中公开了多个关于制造磁性液体的例子。特此将这些文献的公开内容明确地和全面地纳入本说明书。

[0017] 磁热效应被理解为一种现象，其中当将材料暴露在强磁场时其变热，而当移除磁场时其变冷。该现象通过由磁场定向材料的磁矩出现，该定向反过来随着磁场的减弱而减弱。磁矩的定向速度通常显示出依赖于相应材料的明显的磁滞行为。通过有针对性选择具有少的磁滞的合适的合金，技术人员发现适合作为冷却剂的材料：通过定期的磁化和同时导出所产生的热，能够用其实现冷却效果。

[0018] 磁热效应是磁热力学现象，其中可变的磁场引起材料的可逆的温度变化，特别是只要该材料能够不与其环境交换热则更是如此。在低温物理学中，该效应也被称为绝热消磁。磁热效应适于冷却磁热材料，如或磁热液体（最好是铁磁流体）。在这种情况下，磁热液体流过或流穿磁场，其优选地在磁性粒子进入该磁场时将磁性粒子定向到磁场方向上。在液体从磁场离开时，液体与周围环境的热交换被完全地或部分地避免，伴随着液体从磁场离开而逐渐发生的、使磁性粒子在磁性粒子磁矩的随机分配的方向上重新取向导致液体的温度下降。因此，磁性粒子从液体中取得对于形成磁性粒子磁矩的随机分配所必需的能量或该能量的一部分。

[0019] 为了构造根据本发明的磁性冷却，最好使用流动的铁磁流体的封闭循环系统。磁性（第一）冷却液流穿磁场。在这种情况下，液体的磁性粒子磁矩通过磁场定向。在通过磁场定向磁矩期间，磁性液体最好与冷却器导热接触，最好是通过有第二冷却液流穿的第二循环系统导热接触，第一冷却液能把热输送给第二冷却液，由此使得其温度在磁场方向上定向磁矩时能不提高或尽可能少地提高。因此，最好避免了随着在绝热条件下可能伴随着在磁场方向上定向磁矩逐步发生的温度升高，其中能量作为热尽可能地完全地（最好是通过流穿第二循环系统的第二传热介质）输送给冷却器，并由此被输送给周围环境。

[0020] 特别优选地，通过磁场定向在第一（磁性）冷却液的磁矩期间，在接通磁场时或在磁场中进入或流入第一（磁性）冷却液时，发生在第一（磁性）冷却液和冷却器（最好是通过流穿第二循环系统的第二传热介质）之间的热交换，从而使得第一（磁性）冷却液的温度在接通磁场时或在磁场中进入或流入第一（磁性）冷却液时不改变或尽可能少地改变。在这种情况下，第一（磁性）冷却液把热输送给冷却器（最好是通过流穿第二循环系统的第二传热介质）。最好为此设置一热交换器，其最好位于磁场中，并且其使得在第一（磁性）冷却液和冷却器或流穿第二循环系统的第二传热介质之间发生热交换成为可能。

[0021] 在离开或关断磁场时，尽可能避免第一冷却液与冷却器或流穿第二循环系统的第二传热介质的热交换，就是说与周围环境的热交换。在第一冷却液的完全地或部分地绝热时，当离开或关断磁场时，第一冷却液的温度降低。在离开或关断磁场期间或之后，使得第一冷却液与待冷却的物体导热接触，最好是与待冷却的电化学蓄能器或与车辆冷却循环系统的冷却器导热接触，随后第一冷却液能通过导热接触吸收热，并且在这种情况下冷却待冷却的电化学蓄能器或车辆冷却循环系统的冷却器，从而使得在绝热情况下发生的温度降低能够完全地或部分地消失或通过吸热抵消。

[0022] 根据本发明的装置或根据本发明的方法能不只被用于冷却。在低环境温度条件下（例如冬天）其特别也适于调节电池组的温度。这最好是通过将第二循环系统中的冷却器通过三通阀，最好是用伺服驱动装置从第二循环系统去耦合来实现。在这个工作状态下，第二冷却液在第二循环系统中绕过第二循环系统的冷却器而循环。在这个运行模式下，由不可逆性产生的热保留在第二循环系统中，其能够通过主循环从第二循环系统被输送给电池组。

[0023] 根据本发明的一优选实施例（其技术特征也能与其他实施例的技术特征组合）提出的是，第一磁场至少部分地由电磁铁产生，该电磁铁至少部分地和/或暂时地由电化学蓄能器提供电流。本发明的实施例具有的优点在于，影响磁性冷却液属性的磁场能够通过适当的磁场强度和/或磁场方向的改变容易地控制或影响。当用于产生磁场必需的电流能够从电化学蓄能器提取时，如果不提供外部电源的话，则通过磁性冷却液冷却电化学蓄能器也是可能的。特别是对于移动应用而言（例如在交通工具技术中），这是普遍情况。

[0024] 根据本发明的另一优选实施例（其技术特征也能与其他实施例的技术特征组合）提出的是，第一冷却液至少暂时地被电驱动的、最好是磁性的泵输送通过主循环系统，该泵至少部分地和/或暂时地由电化学蓄能器提供电流。本发明的实施例具有的优点在于，在不提供用于驱动泵的外部电源时，第一冷却液的输送也能由这种泵实现。

[0025] 在此背景下，泵被理解为一种液体的输送设备，其被布置为，产生或维持被输送的液体流。在此背景下，磁性的泵被理解为一种泵，其利用磁性液体的磁性属性来输送该液体，也就是说产生或维持被输送的液体流。磁性的泵的重要例子是所谓的磁热泵。磁热泵基于磁热液体的磁热属性。

[0026] 流穿管的磁热液体在管的一部分中被暴露在磁场中，由此构成温度梯度。其中磁热液体变热使得该液体在磁场上至少部分地失去其吸引力，并且该变热的液体被较冷的液体代替，该较冷的液体还能在磁场上施加强的吸引力。以该方式，磁热泵在流穿管的磁热液体上施加推进力，其能用于输送液体通过管。磁热泵的作用方式基于这个物理基本原理。关于构造磁热泵的例子可在US2006/0292013A1中找到，其公开内容被就此明确地和全面地纳入本说明书。磁热泵的另一例子被在US3819299中说明。特此将该文献的公开内容明确地和全面地纳入本说明书。

[0027] 根据本发明的一优选实施例（其技术特征也能被与其他实施例的技术特征组合）提出的是，第一冷却液至少暂时地通过热的、最好是自由的对流输送通过主循环系统。因此其优点在于，如果不提供用于驱动所述泵的能量，特别就是说以下情况中，即其中不提供外部电源并且电化学蓄能器的电荷状态不允许或不期望出现提取能量时，也能实现输送第一冷却液通过主循环。这个情形经常存在于移动应用，也就是特别在交通工具技术中。

[0028] 在此背景下，术语热对流被理解为用于将热从一个位置传递到另一个位置的机理。对流由输送微粒的流动所引起。进行传输的流动的原因能是不同的力，例如重力或由压力差、密度差、温度差或浓度差导致的力。

[0029] 在这种情况下，分为自由或自然的对流和强迫的对流，对于自由或自然的对流而言微粒运输除通过温度梯度的作用引起外，还例如通过由温度改变所引起的密度差而被流体的上浮或下沉引起，而对于强迫的对流而言微粒运输通过外部作用引起，例如风扇或泵。基于热的密度差的自由的对流是由于物质通常在变暖时膨胀。在地心引力的作用下，流体内部具有较小密度的区域相对于引力场上升（上浮），同时具有较高密度的区域下降。

[0030] 根据本发明的一优选实施例（其技术特征也能与其他实施例的技术特征组合）提出的是，第一冷却液至少暂时地流穿第一热交换器，其中第一冷却液与第二冷却液交换热，第二冷却液流穿第二循环系统。这种从第一冷却液的散热的方式（其中第一冷却液将热输出给第二冷却液而被冷却）在许多情况中是比例如以空气冷却第一冷却液更有效。当这种冷却在第一冷却液的磁性粒子通过磁场定向磁矩期间或之前时发生时，这种冷却特别是有效的。因此特别优选地，热交换器布置在磁场中。

[0031] 在此背景下，热交换器被理解为一种设备，其将热能从一物质流传递到另一物质流。

[0032] 根据本发明的一优选实施例（其技术特征也能与其他实施例的技术特征组合）提出的是，第一热交换器被至少部分地和/或至少暂时地暴露于第一磁场。本发明的该实施例具有的优点在于，第一（磁性）冷却液在磁性粒子通过磁场定向磁矩期间，能与热储层（优选与周围环境，特别优选是通过在第二循环系统中的冷却器）交换热，由此能够在磁性粒子通过磁场定向磁矩期间完全地或部分地避免第一冷却液的温度提高。在磁性粒子通过磁场定向磁矩期间第一冷却液的温度上升得越少，则在磁性粒子通过磁场定向磁矩期间有越多的热能被从第一冷却液取得并且冷却效果可能越大，第一冷却液在磁性粒子通过关断或离开磁场消除磁矩的定向之后或期间能将该冷却效果施加于待冷却物体。

[0033] 按照本发明的一优选实施例（其技术特征也能与其他实施例的技术特征组合）提出了一种在第二循环系统中的三通阀，使用该三通阀第二冷却液能够被引导至少暂时地通过冷却器，但是也能被引导至少暂时地绕过冷却器。

[0034] 在此背景下，冷却器被理解为一种设备，其用于通过与第二传热介质或与热阱导热接触来冷却第一传热介质或热源。冷却器被使用于导出热，其带来或多或少的温度下降。在冷却介质（大多是空气或水）上吸收热的冷却体负责运走热。依据需要，冷却器也能以另一种运行模式在另一个方向上起作用，从而使得第一传热介质或热阱通过与第二传热介质或热源的导热接触而被加热。

[0035] 根据本发明的一优选实施例（其技术特征也能与其他实施例的技术特征组合）提出的是，第二冷却液是一种磁性冷却液，其能够在第二循环系统中流穿第二磁场。对于本发明的该实施例，第二循环系统与主循环系统类似是磁性冷却的冷却剂循环。其中流动的第二冷却剂能被第三级冷却循环系统冷却。以这种方式，多个循环冷却系统是可能的，通过这些循环冷却系统，一些级被磁性冷却并且其他级被以常规方式冷却。本发明的该实施例也符合多级布置的磁性冷却循环系统和或非磁性冷却循环系统。

[0036] 根据本发明的一优选实施例（其技术特征也能与其他实施例的技术特征组合）提出的是，第一冷却液至少暂时地流穿或者能够流穿第二热交换器，其中第一冷却液能与交通工具的内部空间的冷却循环系统交换热。本发明的该实施例具有的优点在于，当不需要冷却电化学蓄能器时，磁性冷却循环系统的冷却效果能被应用于其他目的。一种优选可能性（也就是将磁性冷却循环系统的冷却效果以其他方式应用的可能性）在于，最好通过交通工具冷却循环系统给交通工具的内部空间调节温度。

[0037] 根据本发明的一优选实施例（其技术特征也能与其他实施例的技术特征组合）提出的是，第二循环系统中的冷却器最好使用三通阀，最好通过旁路路径（“By-Pass”）从第二循环系统去耦合。本发明的该实施例具有的优点在于，能将不可逆转地产生的热保留在系统中并且能将其用于对电池组，也就是说对电化学蓄能器进行温度调节。在借助于根据本发明的装置对电池组进行温度调节时，热从“冷却系统”流入电池组。

[0038] 此外，根据本发明提出了一种使用前述权利要求中任一项所述的装置的交通工具。特别是本发明的该实施例，其中磁场通过电磁铁产生，电磁铁被电化学蓄能器提取的电流流穿，这种与交通工具的电化学蓄能器有关的用途具有的优点在于，其使得能够不依赖于其他电源的可用性而对电化学蓄能器进行根据本发明的冷却。

[0039] 根据本发明还提出了一种用于冷却电化学蓄能器的方法，其中，主循环系统中的第一（磁性）冷却液能至少暂时地流穿或能够流穿第一磁场，并且至少暂时地流穿或能够流穿电化学蓄能器。

[0040] 根据本发明的一优选实施例（其技术特征也能与其他实施例的技术特征组合）提出了一种方法，其中第一磁场至少部分地由电磁铁产生，该电磁铁至少部分地和/或暂时地由电化学蓄能器提供电流。

[0041] 根据本发明的另一优选实施例（其技术特征也能与其他实施例的技术特征组合）提出了一种方法，其中第一冷却液至少暂时地通过被电驱动的、最好是磁性的泵输送通过主循环系统，该泵至少部分地和/或暂时地由电化学蓄能器提供电流。

[0042] 根据本发明的另一优选实施例（其技术特征也能与其他实施例的技术特征组合）提出了一种方法，其中第一冷却液至少暂时地通过热对流输送通过主循环系统。

[0043] 根据本发明的另一优选实施例（其技术特征也能与其他实施例的技术特征组合）提出了一种方法，其中第一冷却液至少暂时地流穿第一热交换器，其中第一冷却液与流穿第二循环系统的第二冷却液交换热。

[0044] 根据本发明的另一优选实施例（其技术特征也能与其他实施例的技术特征组合）提出了一种方法，其中第一热交换器至少部分地和/或暂时地暴露于第一磁场。

[0045] 根据本发明的另一优选实施例（其技术特征也能与其他实施例的技术特征组合）提出了一种方法，其中在第二循环系统中设置三通阀，使用该三通阀第二冷却液能被引导至少暂时地流穿冷却器，但是也能被引导至少暂时地绕过冷却器。

[0046] 根据本发明的另一优选实施例（其技术特征也能与其他实施例的技术特征组合）提出了一种方法，其中第二冷却液是磁性冷却液，其能够在第二循环系统中流穿第二磁场。

[0047] 根据本发明的另一优选实施例（其技术特征也能与其他实施例的技术特征组合）提出了一种方法，其中第一冷却液至少暂时地流穿或能够流穿第二热交换器，其中第一冷却液能与交通工具的内部空间的冷却循环系统交换热。

[0048] 下面借助优选实施例并参照附图详细说明本发明。在附图中示出的是：

[0049] 图1为根据本发明的装置的优选实施例的示意性图示；

[0050] 图2为根据本发明的方法的一实施例的示意性的和理想化的流程图；

[0051] 图3为根据本发明的方法的另一实施例的示意性的和理想化的流程图；

[0052] 图4为根据本发明的方法的另一实施例的示意性的和理想化的流程图。

[0053] 本发明能在图1所示的根据本发明的装置的实施例被解释清楚。第一（磁性）冷却液（最好是铁磁流体）流穿主循环系统2、3、4，穿过电化学蓄能器1（最好是由伽伐尼单电池构成的电池组），在其内部3中磁性冷却液从电池组或从组成电池组的单电池吸收热。在其中主循环系统被驱动用于加热过冷的电池组或其他热阱中的一个（例如待冷却的交通工具内部）的情况下，第一冷却液作为载热体起作用并且把热输出给待加热的热阱。优选地，在电化学蓄能器或热源或热阱中设置通道3，第一冷却液流穿该通道并且在这种情况下能与散热器或热源交换热。

[0054] 优选地，第一（磁性）冷却液被泵4输送通过主循环系统。该泵最好是磁性的泵。在离开电化学蓄能器1或热源1或散热器1之后，第一冷却液流入热交换器12，在其中第一冷却液最好能与第二冷却液或与空气或其他气体交换热。优选地，第二冷却液流穿冷却器
9所属的第二循环系统6、7、8、10，该冷却器最好通过空气11冷却。在冷却器9中最好设置冷却通道10，第二冷却液流穿该冷却通道。优选地，泵7在第二循环中输送第二冷却液。

[0055] 在磁场5中，热交换12发生在第一（磁性）冷却液和第二冷却液之间，该磁场最好由电磁铁5a、5b产生，而电磁铁5a、5b则由电化学蓄能器提供电流。

[0056] 在图2中所示的理想化的实施例中，第一（磁性）冷却液在通过主循环系统时经过理想化的磁热力学循环过程，在其一次经过时该第一冷却液通过等温的热交换从为温度T1的热源提取热量T1*DS并且同样通过等温的热交换向具有较低温度T2的热阱输出热量T2*DS。绝热的（等熵的）步骤a和c位于两个等温的步骤b和循环过程之间。在步骤a中，冷却液的温度从较低的热阱温度T2提高到较高的热源温度。在磁热力学循环过程不会像在通常的卡诺循环中一样通过工作气体的绝热（等熵）压缩发生，而是由磁性的第一冷却液的绝热的（等熵的）磁化发生，其中该冷却液从无磁场（H2=0）的空间进入强度为H1的磁场。在磁性的第一冷却液的绝热（等熵）磁化时，其温度被从较低的热阱温度T2提高到较高的热源温度T1。在另一个绝热（等熵）过程步骤c中，磁性的第一冷却液从磁场离开，其中其温度从T1减小到T2，这是因为磁性的第一冷却液在过程步骤c中被绝热地（等熵地）退磁化。

[0057] 在现实中，等温的热交换过程将无限慢地完成，因为对于在有限时间中完成的热交换，必需要有限的温度差。在图3中示出更切合实际的循环过程，其中不等温地进行与热源的热交换b’。换言之，在与热源进行热交换b’时，第一冷却液的温度从温度T3提高到T2。在这种情况下，磁性的第一冷却液从热源吸收热量，其相应于水平坐标轴和曲线段b’之间的面积。在过程步骤d’中，磁性的第一冷却液将热量输出给热阱，其相应于水平坐标轴和曲线段d’之间的面积。

[0058] 对于图1中所示的根据本发明的装置的实施例，热交换过程3、10、12未严格等温地实现。换言之，磁性的第一冷却液通行穿过电化学蓄能器1将在提高其温度的状况下吸收热。在没有磁场H时，磁性的第一冷却液通行穿过第一热交换器12在降低其温度的状况下放出热。在施加足够高的磁场H时，磁化将抑制温度的降低，并且该磁化根据磁场的强度并且根据冷却液的磁性属性完全地过度补偿该温度降低。对于图1所示的装置，磁化无论如何不绝对是被绝热地实现，而是也许甚至近似地等温，即当通过磁场定向磁矩时额外的能量在热交换器12处能被第二冷却液导出至第一冷却液时就是这种情况。

[0059] 在离开磁场5时，当磁性的第一冷却液离开磁场时，该磁场在磁性的第一冷却液通过消磁得到定向磁矩时附加的能量。这个过程步骤近似绝热（等熵）地实现，因此第一冷却液的温度被尽可能强地降低，或尽可能好地与待冷却的热源接触，由此磁性的冷却液能尽可能多地从热源吸收热。

[0060] 此外关于本发明，磁热力学的循环过程的过程步骤不必绝对地尽可能严格绝热或等温地实现。图4示出循环过程的例子，其中两个过程步骤e和f既不绝热也不等温地进行。尽管如此，磁性的第一冷却液从温度为T4的热源得到热，并且将热输出到温度为T2的热阱。在这种情况下，冷却液能从热源吸收并且输出到散热器的热越多，冷却效果将越好。