【中國制冷網】為了阻止全球變暖,中國已經承諾,2030年碳排放見頂,2060年凈碳排放歸零,也就是所謂的“碳中和”。作為世界工廠、全球碳排放量最大國家,“碳中和”的承諾,意味著我國即將迎來一場巨大的能源革命。
現如今,人類生活與制冷設備密切相關,從家用空調、冰箱到氣體液化、工業制冷等設備無一不需要制冷技術。傳統的制冷技術是以壓縮氣體式制冷為主,其工作氣體主要有氨、二氧化碳和氟利昂等輕烴鹵代物,這些都是造成大氣環境污染的物質,從而引發溫室效應。
但隨著人們對環保的日益關注,傳統制冷技術面臨困境,而磁制冷技術是基于磁性材料的磁熱效應、通過磁化和退磁過程的反復循環達到制冷目的的制冷技術,它無需破壞臭氧層和引起溫室效應,是一種綠色環保的制冷技術。
據權威報道,2019年,國內制冷設備市場容量已經達到了1995億元,同比2018年增長6.46%。預計到2025年,我國制冷設備行業市場規模將超過3000億元。這些數字說明制冷設備具有廣泛的市場,這對磁制冷設備的研制和生產創造了機遇和挑戰。
磁制冷技術的優勢
與傳統氣體壓縮-膨脹制冷技術相比,磁制冷所采用的制冷工質為磁性物質,對臭氧層無破壞作用,無溫室效應產生,磁制冷只需要電磁體或超導體甚至永久磁體提供所需的磁場,無需壓縮機,沒有運動部件的連接和磨損等問題。
因此,磁制冷設備機械振動及躁聲小,可靠性好,壽命長;熱效率高,磁制冷可以達到卡諾循環的30%~60%,而依靠氣體壓縮-膨脹的制冷循環一般只能達到卡諾循環的5%~10%。
磁制冷材料
由于磁制冷技術具有綠色環保、高效節能、穩定可靠的特點,近些年來已經引起世界范圍的廣泛關注。美國、中國、荷蘭、日本相繼發現的幾類室溫乃至高溫區巨磁熱材料大大推動了人們對綠色環保磁制冷技術的期待,例如:Gd-Si-Ge、LaCaMnO3、Ni-Mn-Ga、La(Fe,Si)13基化合物、MnAs基化合物等。
這些新型巨磁熱效應材料的共同特點是磁熵變均高于傳統室溫磁制冷材料Gd,相變性質為一級,并且多數呈現強烈的磁晶耦合特點,磁相變伴隨顯著的晶體結構相變的發生。
目前被廣泛接受、最有可能實現高溫乃至室溫區磁制冷應用的是La(Fe,Si)13基化合物,該合金具有原材料價格低廉,相變溫度、相變性質、滯后損耗可隨組分調節等特點,室溫附近磁熵變高于Gd的一倍。
磁制冷企業
目前,眾多龍頭企業已在激烈競爭研發改進磁制冷技術,傳統制冷方式必將被磁制冷所取代,所以誰都不想落后。磁制冷的全球電磁制冷市場當中主要的競爭者包括:Ubiblue(法國)、海爾智能家居有限公司(中國)、Camfridge Ltd(英國)、美國宇航公司(美國)、VACUUMSCHMELZE GmbH&Co.KG(德國)、BASF SE(德國)、ERAMET(法國)、三星電子有限公司(韓國)、東芝公司(日本)、惠而浦公司(美國)、MagnoTherm Solutions(德國)、Millipore Sigma(美國)、通用工程與研究(美國)、KIRSCH(德國)、CCS SA(瑞士)、TCS Micropumps Ltd(英國)、Kiutra(德國)和Cemafroid(法國)。
磁制冷技術作為一種新型環保節能制冷技術,必然有著廣闊的發展前景,相信未來會有越來越多的公司進入這一市場。\
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