世界第一种商用磁制冷系统问世 磁冰箱将在不久之后面世

2001年12月7日，美国埃姆斯实验室在美国能源部的资助下研制出世界上第一台在室温下工作的磁冰箱。磁冰箱的概念形成于6年前，美国、中国、西班牙、荷兰和加拿大都进行了研究，最低制冷温度已达-140℃，能量利用率已比传统冰箱高1/3。其实早在1918年，科学家就已经发现有些金属在磁化时会变热，去磁化后又会变冷，人们把这种现象称为磁热效应。根据这个原理，在上世纪80年代后期，科学家们就已经利用超导磁铁设计出磁冰箱。近日，法国的一家企业技术突破，进一步的把磁冰箱推向了市场。

英国《每日邮报》16日报道，法国一家企业研制的磁冰箱不插电就能工作。法国冷却技术应用公司开发出一种商用磁制冷系统，它无需任何能源，利用一种磁性材料磁化升温、退磁降温的特性，以一个可控磁场实现材料反复磁化和退磁，再用乙二醇水当作热量转移介质，达到制冷目的。这家公司说，电冰箱的电制冷系统所消耗电量占全球耗电量的17%，而磁制冷系统的节能效应可观。此外，磁制冷系统可杜绝传统冰箱制冷剂一旦泄漏会污染环境的问题，而且运转时产生的噪音也更低。

磁冰箱不用氟里昂作工作介质,省去了压缩机和涡轮机,工作效率可达60%以上,远高于气体压缩式制冷机(小于40%),且噪音很低;。新研制的磁冰箱的核心是一个旋转装置，装置包括含有金属钆片的转轮和一块高磁场强度稀土永磁铁。钆是一种特殊的金属，它被置于磁性环境后温度升高，当磁场被去除后则温度下降，这一现象被称为“磁热效应”。工作时，钆轮通过永磁铁缺口进入磁场后出现巨大的磁热效应，由此导致钆轮升温，系统内第一条循环管道的水将钆轮温度升高获得的热量带走以使钆轮冷却;当钆轮离开磁场后，钆轮温度就会下降到比它进入磁场前还要低的温度，此时系统内第二条循环管道的水通过钆轮并被钆轮冷却，被冷却的水成为制冷源，可用于制冷。

专家称，这一新的科研成果将改变传统的冰箱制冷系统，不再排放使地球变暖的气体，对于环境保护具有重要意义。与此同时，它的制冷系统在工作时几乎没有声音，因为它没有什么振动。未来，这种磁冷却技术今后将广泛用于空调、冷冻和其它商用和家用设备。

磁冰箱的原理

磁冰箱是根据磁热效应的原理制成的。稀土元素钆(Gd)是一种具有巨磁热效应的金属,在等温磁化时向外界放出热量,在绝热去磁时温度降低,因而可从外界吸取热量,达到制冷目的。为了完成制冷循环过程,可先在高温环境中对工质施加外磁场,并等温地实现伴随着熵减少而进行的放热过程;然后在低温下撤去外磁场,让工质进行等温吸热,最后在这两个过程之间用适当的过程加以连接,就可完成制冷操作。用不同种类的过程连接上述两个过程可以得到不同的磁制冷循环,如磁卡诺循环、磁斯特林循环、磁埃里克森循环以及磁布雷顿循环等。