【中国制冷网】为了阻止全球变暖,中国已经承诺,2030年碳排放见顶,2060年净碳排放归零,也就是所谓的“碳中和”。作为世界工厂、全球碳排放量最大国家,“碳中和”的承诺,意味着我国即将迎来一场巨大的能源革命。
现如今,人类生活与制冷设备密切相关,从家用空调、冰箱到气体液化、工业制冷等设备无一不需要制冷技术。传统的制冷技术是以压缩气体式制冷为主,其工作气体主要有氨、二氧化碳和氟利昂等轻烃卤代物,这些都是造成大气环境污染的物质,从而引发温室效应。
但随着人们对环保的日益关注,传统制冷技术面临困境,而磁制冷技术是基于磁性材料的磁热效应、通过磁化和退磁过程的反复循环达到制冷目的的制冷技术,它无需破坏臭氧层和引起温室效应,是一种绿色环保的制冷技术。
据权威报道,2019年,国内制冷设备市场容量已经达到了1995亿元,同比2018年增长6.46%。预计到2025年,我国制冷设备行业市场规模将超过3000亿元。这些数字说明制冷设备具有广泛的市场,这对磁制冷设备的研制和生产创造了机遇和挑战。
磁制冷技术的优势
与传统气体压缩-膨胀制冷技术相比,磁制冷所采用的制冷工质为磁性物质,对臭氧层无破坏作用,无温室效应产生,磁制冷只需要电磁体或超导体甚至永久磁体提供所需的磁场,无需压缩机,没有运动部件的连接和磨损等问题。
因此,磁制冷设备机械振动及躁声小,可靠性好,寿命长;热效率高,磁制冷可以达到卡诺循环的30%~60%,而依靠气体压缩-膨胀的制冷循环一般只能达到卡诺循环的5%~10%。
磁制冷材料
由于磁制冷技术具有绿色环保、高效节能、稳定可靠的特点,近些年来已经引起世界范围的广泛关注。美国、中国、荷兰、日本相继发现的几类室温乃至高温区巨磁热材料大大推动了人们对绿色环保磁制冷技术的期待,例如:Gd-Si-Ge、LaCaMnO3、Ni-Mn-Ga、La(Fe,Si)13基化合物、MnAs基化合物等。
这些新型巨磁热效应材料的共同特点是磁熵变均高于传统室温磁制冷材料Gd,相变性质为一级,并且多数呈现强烈的磁晶耦合特点,磁相变伴随显著的晶体结构相变的发生。
目前被广泛接受、最有可能实现高温乃至室温区磁制冷应用的是La(Fe,Si)13基化合物,该合金具有原材料价格低廉,相变温度、相变性质、滞后损耗可随组分调节等特点,室温附近磁熵变高于Gd的一倍。
磁制冷企业
目前,众多龙头企业已在激烈竞争研发改进磁制冷技术,传统制冷方式必将被磁制冷所取代,所以谁都不想落后。磁制冷的全球电磁制冷市场当中主要的竞争者包括:Ubiblue(法国)、海尔智能家居有限公司(中国)、Camfridge Ltd(英国)、美国宇航公司(美国)、VACUUMSCHMELZE GmbH&Co.KG(德国)、BASF SE(德国)、ERAMET(法国)、三星电子有限公司(韩国)、东芝公司(日本)、惠而浦公司(美国)、MagnoTherm Solutions(德国)、Millipore Sigma(美国)、通用工程与研究(美国)、KIRSCH(德国)、CCS SA(瑞士)、TCS Micropumps Ltd(英国)、Kiutra(德国)和Cemafroid(法国)。
磁制冷技术作为一种新型环保节能制冷技术,必然有着广阔的发展前景,相信未来会有越来越多的公司进入这一市场。\
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