磁制冷技术最新研究进展

渠 满

(上海海事大学商船学院,上海201306)

1 引 言

随着全球温室效应的日益加剧以及蒙特利尔协议规定要逐步禁止氟氯烃的生产和使用,使依靠氟氯烃和氢氯氟烃等气体为工质的传统压缩式制冷面临困境。因此,当今制冷界需要迫切解决的问题就是寻求一种高效安全、无污染的制冷材料和制冷方式。在这样的情况下,磁制冷以其高效节能、无污染、运行稳定可靠、寿命长的优点开始受到国内外的广泛关注。

磁制冷技术就是利用磁性材料的磁热效应达到制冷效果的一种制冷方式,其效率远远高于传统气体压缩制冷和半导体制冷。自1881年发现磁热效应以来,磁制冷作为一种高效,可靠的绿色制冷技术引起了国内外的广泛重视[1]。与传统的气体压缩式制冷相比,具有以下明显的特点:1)单位体积的制冷功率大,易小型化。2)稳定可靠,便于维修。3)有节能环保优势。磁制冷的效率可达到逆卡诺循环的30%～60%,而气体压缩式制冷一般仅为5%～10%[2],因此对节能十分有利。由于制冷工质为固体材料以及在循环回路中可用水作为传热介质,这消除了因使用氟利昂、氨及碳氢化合物等制冷剂所带来的破坏大气臭氧层、易泄露、易燃及地球温室效应等环境问题,对生态环境起到了保护作用。

综上所述,磁制冷技术比传统压缩式制冷技术有着许多无可替代的竞争优势,可以克服传统压缩制冷技术的缺点,是一种效率高、对环境无污染、绿色环保的制冷技术[3]。

2 工作原理及制冷循环

2.1 磁制冷原理

任何系统的冷却过程都是系统有序度增加或熵减少的过程。……