基于磁熱效應的固態(tài)制冷技術-磁制冷技術，具有綠色環(huán)保、潛在高效、噪音小、振動小等特點，有望成為具有競爭力和應用前景的制冷技術之一。由于空間探測器等技術的需求，絕熱去磁低溫技術得以快速地發(fā)展，隨后室溫磁制冷技術逐漸興起。本文結合旋轉式Halbach磁路技術與多軸同步控制技術，搭建出一臺小體積、旋轉內磁體式室溫磁制冷系統(tǒng)，并進行了初步實驗研究。

        在變化磁場中某些磁性材料存在勵磁放熱、去磁吸熱的特性，這種特性被稱為磁熱效應。通常磁熱效應有兩種表征參數(shù)，絕熱溫變ΔTad與等溫磁熵變ΔSM。磁制冷循環(huán)是基于材料的磁熱物性來實現(xiàn)的。類似于蒸汽壓縮式制冷循環(huán)，擁有磁熱效應的工質在低溫環(huán)境下去磁吸收熱量，并在高溫環(huán)境下磁化釋放熱量，從而形成了一個完整的制冷循環(huán)。主動磁制冷循環(huán)是磁制冷中重要的應用循環(huán)之一，由主動磁回熱器(Active Magnetic Regenerator，縮寫AMR)與基本磁制冷循環(huán)構成，如兩個等磁場過程和兩個等熵過程構成的主動磁Brayton循環(huán)，循環(huán)運行過程如圖1所示。小型室溫磁制冷系統(tǒng)由同心Halbach永磁體組、主動磁回熱器、高低溫換熱器及換熱流體、驅動控制與采集系統(tǒng)等組成。

總  結：

         搭建了一臺小型旋轉式室溫磁制冷系統(tǒng)并進行了初步性能實驗研究。樣機選用了同軸Halbach永磁組，對主動回熱器端蓋處進行了雙通道設計，其多軸伺服驅動器分別對磁體和水力活塞進行時序相位控制。系統(tǒng)采用了0.55—0.80 mm的釓球作為磁制冷工質、pH值11的NaOH溶液為換熱流體，在運行頻率0.6 Hz下，獲得13.3 K的無負荷制冷溫跨，在0.40 Hz運行頻率下，獲得利用系數(shù)0.35，此時無負荷制冷溫跨為12.1 K。通過對高低溫端制冷溫跨、利用系數(shù)等參數(shù)的初步研究，考察了室溫磁制冷系統(tǒng)運行特性，尋找室溫樣機的工作參數(shù)，為下一步實驗樣機的改造和擴大實驗參數(shù)測試提供指導，為其它磁制冷樣機的研究提供借鑒。