周子成

1 引 言

磁制冷是一种磁热效应为基础的制冷技术。这种技术既可以用来实现极低温度 (低于1K),也可以用来实现普通冰箱范围的温度。虽然它在极低温领域中起着很大的作用,如用在航天空间站的红外辐射热测量仪的冷却等,然而,它在室温领域的使用将会起到更大的作用。由于磁制冷效率高和它使用的是固体工质,不会破坏大气臭氧层和对大气不造成直接的温室效应,对节能和环保起着重大的作用。2010年我国冰箱的产量已达到7058万台,可以想象当磁制冷冰箱进入千家万户后,将会产生多么巨大的影响。另一方面,产品的产量越大,成本就越低,就越容易被消费者接受。因此,目前各国对磁制冷的研究,都十分重视在室温领域的应用。

历年来,全世界制冷和空调的使用量一直在持续不断增长,引起人们关注的首要问题是对环境的影响。根据欧洲委员会有关气候的出版资料,预测2010年的HFCs排放量是6600万吨CO2当量,比1995年上升62%。其中制冷和空调占据了主要部分,为43%。目前CFCs制冷剂已经在全世界范围内被淘汰了,HCFCs在部分发达国家也已经淘汰了,部分国家仍在使用,但都规定了要淘汰的日程表。目前只有HFCs和自然制冷剂正在使用。如果今后HFCs(氢氟碳化合物)也被淘汰,那么用什么替代品?磁制冷是理想的替代品之一。

与常规的蒸气压缩式制冷相比,磁制冷的主要优点是:

1)节能。由于磁制冷是依靠磁热效应能量转换,它比机械压缩式效率高,从室温磁制冷冰箱的实验样机测试表明,它的制冷系数可以达到逆卡诺循环的30%。……