筒式磁制冷机的研制
磁制冷技术的最新动态
磁制冷技术的最新动态磁制冷技术的最新动态步骤一：引言磁制冷技术是一种新兴的、环保的制冷方式，其基本原理是通过改变磁场中材料的磁矩来实现制冷效果。
与传统的压缩机制冷相比，磁制冷具有更高的能效和更低的环境污染，因此备受关注。
本文将根据磁制冷技术的最新动态，为读者介绍该技术的发展现状和未来前景。
步骤二：回顾磁制冷技术的基本原理磁制冷技术的基本原理是通过对材料中的磁矩进行调控来实现制冷效果。
当一个磁场施加到材料上时，材料中的磁矩会发生变化，导致材料中的熵增加，从而使温度下降。
这种制冷方式与传统的压缩机制冷相比，不需要使用制冷剂，因此更环保。
步骤三：最新动态近年来，磁制冷技术在研究和应用领域取得了重要进展。
以下是磁制冷技术的最新动态：1. 新材料的发现：磁制冷技术需要具有特定磁性质的材料，以实现调控磁矩的目的。
最近，科学家们发现了一些新型材料，比如磁性金属合金和稀土材料，具有较大的磁矩变化范围和较低的磁场强度要求，这为磁制冷技术的应用提供了更多可能。
2. 提高制冷效率：为了进一步提高磁制冷技术的效率，研究人员正在探索新的材料结构和磁场调控方法。
例如，一些研究表明，在纳米尺度下调控材料的磁性质可以显著提高磁制冷的效果。
此外，研究人员还在探索将磁制冷技术与其他制冷方式结合的可能性，以进一步提高整体制冷效率。
3. 应用领域的拓展：磁制冷技术目前主要应用于小型制冷装置、低温悬浮系统等领域。
然而，随着技术的不断发展，磁制冷技术在更广泛的应用领域展现出巨大潜力。
例如，磁制冷技术可以应用于电子设备和电动车辆的制冷系统，提高其能效并减少对环境的影响。
步骤四：未来前景磁制冷技术作为一种新兴的、环保的制冷方式，具有广阔的发展前景。
随着新材料的不断发现和制备技术的进步，磁制冷技术的效率将不断提高，使其在更多领域得到应用。
此外，随着全球环保意识的提高，磁制冷技术有望成为替代传统制冷方式的主流技术。
综上所述，磁制冷技术作为一项新兴技术，在近年来取得了重要进展。
磁制冷研究
磁制冷研究这是利用磁热效应的制冷方式。
早在 1907 年郎杰斐（ngevin）就注意到：顺磁体绝热去磁过程中，其温度会降低。
从机现上说，固体磁性物质（磁性离子构成的系统）在受磁场作用磁化时，系统的磁有序度加强（磁熵减小），对外放出热量；再将其去磁，则磁有序度下降（磁熵增大），又要从外界吸收热量。
这种磁性离子系统在磁场施加与除去过程中所出现的热现象称为磁热效应。
1．基本概念螺旋线圈通电时，产生感应磁场 B0 。
在线圈中插入磁性物体（比如铁棒），物体磁化后产生附加磁场 B ′。
于是，总的磁感应强度为B = B0 + B′ (3-1)不同的磁介质产生的附加磁场情况不同，附加磁场与原磁场方向相同的磁介质称作顺磁体（如铁、锰）；附加磁场与原磁场方向相反的磁介质称作抗磁体（如铋、氢等）。
磁感应强度单位是特斯拉(Tesla)，用符号 T 表示。
设物体的磁矩为 M。
物体在磁场 H 中磁矩增加 dM 时，磁场对物体作功为μ0 HdM 。
该过程中物体吸热 d Q ，内能增加 dU。
则由热力学第一定律有dQ = dU - μ0 HdM式中μ0 ――真空磁导率，N/A2；H ――磁场强度，A/m；M ――磁矩，Am2；将式与熟知的气体热力学第一定律表达式dQ = dU + pdV 相类比。
磁系统中的μ0 H相当于气体系统中的压力 p ；M 则相当于体积V 。
并类似地引出磁熵S 的概念。
用T-S图可以描述磁性物体的磁热状态，反映出物体温度T 、磁熵 S 与磁场 B （常用磁感应强度代替磁场强度 H ）三者之间的关系。
2．低温磁制冷在 16K 以下的极低温区，由于固体的晶格振动和传导电子的热运动可以忽略，故磁系统的磁熵变近似等于整个固体的总熵变。
磁制冷卡诺循环如图所示。
它由四个过程组成： 1-2 为等温磁化（排放热量）； 2-3 为绝热退磁（温度降低）； 3-4 为等温退磁（吸收热量制冷）； 4-1 为绝热磁化（温度升高）。
磁制冷技术
磁制冷技术磁制冷技术是一种基于磁场变化来实现冷却效果的新型冷却技术。
它利用磁场调控材料中的自旋系统，通过改变自旋系统的磁熵来实现冷却效果。
磁制冷技术具有环保、高效、节能等优点，因此在各个领域引起了广泛关注和研究。
磁制冷技术的基本原理是利用磁场对材料中自旋系统的调控作用。
在自旋系统中，自旋和磁矩是相互关联的，通过改变磁矩的方向和大小，可以改变自旋系统的自由度。
当磁矩受到外界磁场的作用时，自旋系统会发生磁熵变化，从而引起材料的温度变化。
为了实现磁制冷效果，需要选择合适的磁性材料和磁场调控方式。
目前常用的磁性材料有磁性金属、磁性合金和磁性气体等。
这些材料在外界磁场的作用下，会发生自旋磁矩的取向和大小变化，从而带来温度的变化。
磁制冷技术的应用领域非常广泛。
在低温领域，磁制冷技术可以用于冷却超导材料、磁共振成像仪和低温电子设备等。
在制冷空调领域，磁制冷技术可以用于替代传统的制冷剂，实现更高效、更环保的制冷效果。
此外，磁制冷技术还可以应用于食品冷藏、药品储存和航天器冷却等领域。
磁制冷技术相较于传统的压缩制冷技术具有很多优势。
首先，磁制冷技术不需要使用化学制冷剂，避免了对臭氧层的破坏和温室气体的排放。
其次，磁制冷技术具有高效节能的特点，可以大幅降低能耗和运行成本。
此外，磁制冷技术还可以实现温度的快速调控和精确控制，提高了制冷设备的性能和稳定性。
虽然磁制冷技术具有很多优点，但目前仍存在一些挑战和难题需要克服。
首先，磁制冷技术的研发和应用还处于起步阶段，需要进一步完善和优化。
其次，磁制冷材料的选择和制备也是一个关键问题，需要寻找更加适合的材料来实现高效制冷效果。
此外，磁制冷技术的成本问题也需要解决，以提高其在市场上的竞争力。
磁制冷技术作为一种新型的冷却技术，具有很大的潜力和应用前景。
通过磁场调控材料中的自旋系统，可以实现高效、环保的制冷效果。
随着磁制冷技术的不断发展和完善，相信它将在未来的各个领域发挥越来越重要的作用，为人们的生活带来更多的便利和舒适。
磁制冷技术的研究与发展现状
磁制冷技术的研究与发展现状摘要：磁制冷技术是一种环保型的制冷技术。
在目前能源危机，国家提倡节能减排的大环境下，磁制冷技术是目前的主要研究对象之一。
主要介绍了磁制冷技术的原理以及影响因素。
关键词：磁制冷原理影响因素1.前言制冷技术一直是工业上一个不可或缺的环节，如何提高制冷效率是整个民族乃至世界所面临的挑战。
目前，市场上的制冷方法用的最多的还是通过压缩机对气体工质（氟利昂，CO2等）进行压缩，依次经过冷凝器，膨胀机，进入蒸发器而实现热量的转移。
尽管所使用的压缩设备精益求精，或者采用多么完美的制冷工质，制冷效率还是局限于大型压缩设备的性能，局限于制冷工质的物理性质。
氟利昂的本身特性势必会被更加环保型材料所取代。
所以亟需寻找一种更加环保，效率更高的制冷手段。
磁制冷技术不需要采用任何液态制冷剂，对环境是没有任何影响；另一方面，相对于传统的压缩蒸汽制冷循环，磁制冷循环的效率可达到理想气体卡诺循环30%--60%，而传统压缩蒸汽制冷循环的效率一般只能达到5%--10%[1]，再次，由于磁工质是固体状态，其熵密度远远大于气体的熵密度，易于做到小型化；最后，由于整个过程不需要压缩机，所使用的运动部件相对少而且运行速度慢，可大幅度降低震动与噪声，可靠性高，并紧扣环保主题。
2.磁热（卡）效应和磁制冷循环原理磁热效应（magnetocaloric effect）就是绝热过程中铁磁体或顺磁体的温度随磁场强度的改变而变化的现象。
1881年Warburg[2]在实验中发现到金属铁在磁场磁化的环境下能够产生热量。
1895年ngeriz总结出了专有名词“磁热效应”。
1926年Debye[3]和Gianque[4]推导出了绝热去磁后磁体冷却的理论模型。
绝热地减小磁场时，物质的温度将降低，这种现象叫做磁致冷效应。
这是由于物质是由原子构成的，而原子由电子和原子核两部分组成，电子自带有自旋磁矩和轨道磁矩，这就使得有些物质的原子或离子带有磁矩。
铁磁制冷材料的开发与性能优化研究
铁磁制冷材料的开发与性能优化研究铁磁制冷材料是一种有望取代传统制冷剂的新型材料，它能够在低温下通过磁场改变材料的温度，从而实现制冷效果。
在过去的几十年中，铁磁制冷材料的开发和性能优化一直是研究者关注的焦点。
本文将介绍铁磁制冷材料的原理、开发进展以及性能优化的方法。
铁磁制冷材料利用磁场来改变材料的热力学性质，从而实现制冷效果。
当该材料置于磁场中时，材料中的磁矩会与磁场相互作用，导致材料温度发生变化。
这种磁矩与磁场之间的相互作用是通过磁热效应实现的。
在外部磁场的作用下，材料发生磁热效应，吸热或放热，从而实现温度的改变。
铁磁制冷材料的开发已经取得了一些重要进展。
研究者们已经成功合成了多种铁磁制冷材料，并测试了它们的性能。
其中一种常见的材料是基于铁磁体的制冷系统，这种材料能够在常温下实现制冷效果。
此外，还有一些通过调节铁磁材料的成分和结构来实现性能优化的研究。
在铁磁制冷材料的开发中，性能优化是一个关键的研究方向。
为了提高材料的制冷效果，研究者们采取了多种方法。
首先，他们通过优化材料的成分和结构来改变材料的磁热性能。
例如，研究者们可以通过调整磁矩的大小和方向来改变材料的磁热特性，从而提高制冷效果。
其次，研究者们还通过改变材料的微观结构来改善其磁热性能。
例如，他们可以通过控制晶粒的大小和分布来调节材料的磁热特性。
此外，还有研究者通过引入微观缺陷或界面来增强材料的磁热效应。
所有这些方法都旨在提高材料的制冷效果，使其更加适用于实际应用。
除了改变材料的成分和结构外，优化外部磁场也是提高铁磁制冷材料性能的重要方法。
研究者们通过优化磁场的强度和方向来改变材料的磁热特性。
例如，他们可以调节磁场的强度，使得材料在不同温度下具有最佳的制冷效果。
此外，还可以通过改变磁场的方向来优化材料的磁热性能。
这些方法不仅可以提高材料的制冷效果，还可以减少能源消耗，实现绿色低碳制冷。
总结起来，铁磁制冷材料的开发与性能优化是一个具有挑战性的研究领域。
磁制冷技术的研究及应用
磁制冷技术的研究及应用摘要：随着环境和能源问题日益突出，磁制冷作为一种绿色制冷技术越来越受到各国重视。
本文阐述了磁制冷技术的工作原理和典型的磁制冷循环过程。
文章重点介绍了磁制冷材料和磁制冷样机的研究进展，并指出了磁制冷技术的几个应用方向及目前存在的困难。
关键词：磁热效应；磁制冷循环；磁制冷材料；磁制冷样机Research and Application of Magnetic Refrigeration TechnologyAbstract:With the environment and energy problems have become increasingly prominent, magnetic refrigeration as a green refrigeration technology draws more and more attention all over the world.In this paper, the operating principle of magnetic refrigeration and typical magnetic refrigeration cycles were illustrated. The research progress of magnetic refrigeration materials and magnetic refrigeration prototypes were emphatically introduced. Finally, several main application directions of magnetic refrigeration technology and the existing problems were pointed out.Keywords:magnetocaloric effect; magnetic refrigeration cycle; magnetocaloric materials; magnetic refrigeration prototypes1前言制冷就是使某一空间内物体的温度低于周围环境介质的温度，并维持这个低温的过程。
磁制冷及磁制冷材料的研究进展
磁制冷及磁制冷材料的研究进展作者：耿剑锋来源：《中国科技博览》2013年第01期中图分类号：U463.64+5文献标识码：U文章编号：1009-914X （2013）01-0292-01一、磁制冷简介传统压缩制冷技术广泛应用于各行各业，形成了庞大的产业，但它存在两个明显的缺陷：制冷效率低且氟利昂工质的泄漏会破坏大气臭氧层。
自2000年起蒙特利尔协议生效，污染大气环境及破坏大气臭氧层的氟里昂制冷剂将逐渐被禁用，新的气体制冷剂（如HFC－134a）相继问世并已进入商品化生产。
磁制冷作为一项高新绿色制冷技术，与传统压缩制冷相比具有如下竞争优势：1.无环境污染；2.高效节能； 3.易于小型化； 4.稳定可靠；二、磁制冷的原理磁制冷方式是一种以磁性材料为工质的制冷技术。
其基本原理是借助磁制冷材料的可逆磁热效应，又称磁卡效应，即磁制冷材料等温磁化时，向外界放出热量，而绝热退磁时因温度降低，从外界吸取热量达到制冷目的。
三、磁制冷材料的研究进展对磁制冷工质的研究现状分20K以下，20K-80K，80K以上三个温区：1．20K以下温区：这个温区是利用磁卡诺循环进行制冷，工质材料处于顺磁状态。
主要研究了Gd3Ga5Ol2（GGG），Dy3Al5O12（DAG），Y2（SO4）2，Dy2Ti2O7，Gd2（SO4）3.8H2O，Gd（OH）2，Gd（PO3）3，DyPO4[6]，Er3Ni．ErNi2，DyNi2，HoNi2，Er0.6Dy0.4，Ni2ErAl2[7]等。
4.2K以下常用GGG和Gd2（SO4）3.8H2O等材料生产液氦，而4.2K-20K则常用GGG、DAG进行氦液化前级制冷。
GGG适于1.5K 以下，特别是10K以下优于DAG。
在10K以上特别是在15K以上DAG明显优于GGG。
另外，Shull等研究表明Gd3Ga5-x Fe2O12（GGIG）（x=2.5）具有超顺磁性，在较低磁场下就能达到饱和，对于采用低场实现20K以下温区的磁制冷具有重要作用。
小型室温磁制冷系统的研制
磁制冷产品的生产流程
磁制冷产品的生产流程Producing magnetic refrigeration products involves several important steps in the manufacturing process. First and foremost, it is essential to source high-quality raw materials that are conducive to creating efficient magnetic refrigeration components. These materials may include rare earth metals, such as neodymium and dysprosium, along with various other elements and compounds that contribute to the magnetocaloric effect. The sourcing process requires careful consideration of the suppliers' credibility, cost-effectiveness, and environmental impact, as sustainable practices are increasingly prioritized in modern manufacturing.生产磁制冷产品涉及到制造过程中的几个重要步骤。
首先，关键是要采购高质量的原材料，这有助于创造高效的磁制冷元件。
这些材料可能包括稀土金属，如钕和镝，以及其他各种元素和化合物，可以促进磁熵效应。
采购过程需要仔细考虑供应商的信誉、成本效益和环境影响，因为可持续性做法在现代制造业中越来越受重视。
Once the raw materials have been acquired, they must undergo various processing stages to transform them into the desiredmagnetic refrigeration components. This may involve casting, sintering, machining, and other specialized techniques to shape the materials into suitable forms for assembly. Each stage of the processing requires precision and attention to detail to ensure that the materials meet the necessary specifications for magnetic refrigeration applications. Quality control measures are also crucial at this stage to identify and address any deviations from the desired standards.一旦获得了原材料，它们必须经过各种加工阶段，将其转化为所需的磁制冷元件。
磁制冷技术原理
磁制冷技术原理
嘿，朋友们！今天咱来唠唠磁制冷技术原理这档子事儿。
你们知道不，这磁制冷啊，就好像是一场奇妙的魔法表演！想象一下，有一堆小小的磁粒子，就像一群调皮的小精灵，在那蹦跶来蹦跶去的。
当我们给这些小精灵施加一个磁场的时候，嘿，它们就开始活跃起来啦！它们顺着磁场的方向排好队，整整齐齐的，就像是训练有素的士兵。
这时候啊，材料的温度就会降低，哇塞，是不是很神奇？这就好比大夏天里突然吹来了一阵凉爽的风，让人感觉特别舒服。
然后呢，我们再把磁场撤掉，这些小精灵又开始撒欢啦，恢复了原来的状态。
在这个过程中呢，就会释放出热量。
就好像是冬天里抱了个暖炉，暖暖的。
那这到底是为啥呢？其实啊，就是利用了磁热效应。
这可真是个了不起的东西！它就像是一个隐藏的宝藏，等着我们去挖掘和利用。
你说这磁制冷技术有啥好处呢？那可多了去啦！它比传统的制冷方式更环保啊，不会排放那些对环境有害的物质，多好呀！而且啊，它运行起来还特别安静，不像有些机器嗡嗡响个不停，吵得人头疼。
你想想看，以后我们家里的冰箱、空调都可以用这种磁制冷技术，那该多棒啊！既节能又环保，还能让我们享受安静舒适的生活。
这可不是痴人说梦哦，现在已经有很多科学家在努力研究和开发啦。
还有啊，这磁制冷技术在一些特殊的领域也能大显身手呢！比如在一些高科技的设备中，它能保证设备在合适的温度下正常工作，就像是给这些设备请了个贴心的“温度保姆”。
哎呀，我越说越觉得这磁制冷技术太厉害啦！真希望它能快点普及，让我们的生活变得更加美好。
这可不是我在吹牛哦，你们就等着瞧吧，未来的世界肯定会因为磁制冷技术而变得不一样！你们难道不这么认为吗？反正我是坚信不疑的啦！。
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收稿日期：作者简介：金培育（1965-），男，河北泊头人，硕士研究生，教授级高级工程师，主要研究方向：稀土功能材料。
筒式永磁室温磁制冷机的研制金培育1，2, 黄焦宏1，2，闫宏伟1，2，杨占峰1，2，张英德1，2，李兆杰1，2、（1、包头稀土研究院，内蒙古 包头 014030 ；2、稀土冶金及功能材料国家工程研究中心，内蒙古 包头 014030）摘 要: 包头稀土研究院已经研制出新型双筒式室温磁制冷机。
每个筒均由两个内外同心嵌套的具有Halbach 结构的NdFeB 磁场系统组成，最大磁感应强度1.5T 。
两内套磁体通过齿轮啮合同步联动运转，实现两工作空间磁场周期变化，并保持相位相反。
以稀土金属Gd 颗粒作为蓄冷器的制冷工质，零负载条件下达到近18℃的冷热端温差。
关键字：室温磁制冷机；磁制冷机；Gd中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：室温磁制冷技术的开发应用是近十几年发展起来的，由于其环保、高效受到各国普遍重视，并获得较显著的进展。
由于目前处于磁制冷应用开发初期，尚未形成固定形式的开发模式，目前各国开发的磁制冷机各具特色，并取得较大进展[1~4]。
最近，室温磁制冷技术又有新进展。
美国宇航公司最新设计研制了一台大功率磁制冷机，设计提供2kW 的制冷功率，COP 不低于2[5]。
丹麦技术大学能源转化与储存系的Bahl 等人也研制了一台千瓦级的室温磁制冷机[6]。
拓宽冷热端温差技术[7]及复杂形状磁制冷工质成形技术[8]等。
这些进步将使室温磁制冷技术率先在某些领域得到应用，有利于促进室温磁制冷技术向实用化迈进。
包头稀土研究院在磁制冷技术开发方面已走过十几年的历程，不断进步。
在室温磁制冷机研发方面取得较大进展，已研发出十几台实验室样机，性能逐步提升，结构不断改进，受到国内外同行的普遍认可和认同。
由于现用的往复式磁制冷机存在噪声大、运行频率低等缺点。
对磁场系统进行较大改进，采用内外环形嵌套磁场系统，这种结构不仅可以提高制冷机运行频率而且可以使整机结构紧凑，有利于减少磁制冷机体积。
同时将流体驱动机构进行较大改进，改用双向驱动泵，降低噪音。
整机由双蓄冷器配合双筒式磁场系统，由齿轮啮合传动，保证两磁场系统同步运行并保持磁场方向反向。
由程序控制，伺服电机驱动，实现机器精确运行。
1 室温磁制冷机的组成与功能通常室温磁制冷机主要由磁场系统、蓄冷器（含磁制冷工质）、冷热端换热器、热交换液、驱动机构及控制器等组成。
图1是磁制冷机的结构示意图。
图1 磁制冷机结构示意图Fig.1 Schematic diagram of magnetic refrigerator 1.1磁场系统该机磁场系统是由两套内外嵌套的环形筒式磁体构成，每套磁体外磁体固定，内磁体可以旋转，内磁体中心形成圆柱形工作空间。
两套磁体的内磁体通过齿轮啮合保持同步联动，并保证两套磁体产生的磁场相位错开半周，即当驱动内磁体旋转时，两工作空间的磁场产生周期性强弱变化并且相位相差180度。
这样的设计有利于提高磁制冷机的运行频率。
每套磁场系统的结构见图2,图3是磁体取向示意图，内外筒均采用Halbach型永磁体组合。
当处于图中所示位置时，其工作空间中心磁感应强度达到最大，约为1.5T。
当内磁体旋转180度时，其工作空间中心磁感应强度达到最小，约为0T。
中心工作空间用于放置含有磁制冷工质的蓄冷器。
当内磁体旋转时产生的周期性磁场变化作用于磁制冷工质时会产生磁热效应，按照AMR(Active Magnetic Regeneration)循环会产生较大的制冷温差，实现制冷。
图2 磁制冷机磁场系统CAD图Fig.2 CAD diagram of the cylindrical magnetic system of NdFeB permanentmagnets图3 磁制冷机嵌套筒式磁体磁场分布CAD图Fig. 3 Halbach arrays of the magnets 1.2 蓄冷器该机为双蓄冷器结构。
蓄冷器是在外磁场作用下产生磁热效应的部件，蓄冷器系统结构示意图见图4。
它的腔体中填充颗粒状磁制冷工质。
随着磁制冷工质的升温和降温，热交换流体定向往复穿行其中，将磁制冷工质产生的热和冷带走。
图4 蓄冷器系统结构示意图Fig. 4 Structural schematic diagram of magnetic refrigeration regeneratorsystem1.3冷热端换热器冷热端换热器均由铜管制成。
冷端换热器为一个，与蓄冷器低温侧连接。
冷端换热器中流过较冷的流体，将负载的热量带走。
热端换热器为两个，一端分别与蓄冷器高温侧相连，另一端分别与双向驱动泵相连。
它们将蓄冷器产生的热量散掉。
换热器表面贴上温度传感器。
1.4热交换流体及其驱动系统热交换流体通常为水。
由双向驱动泵驱动。
流体流向、流速、流量由伺服电机的方向和转速决定。
1.5 制冷机电控部分及工作程序机器的电控部分的硬件主要由触摸屏、PLC、两台伺服驱动器和两台伺服电机等构成，两台伺服电机分别用于驱动磁体旋转和双向驱动泵驱动换热流体。
机器的工作程序由控制软件实现，控制参数及控制功能可以由触摸屏设定。
参见图5，图中实线箭头代表磁体磁场方向，虚线箭头代表换热流体流动方向。
大致工作流程如下：机器上电后自动定位，即寻找上侧磁场系统（以下简称A磁场系统，下侧磁场系统简称B磁场系统）的零磁场位置。
按触摸屏上的启动钮后，机器按照设定的程序连续工作。
当A磁场系统运转到高磁场区域时，同时B磁场系统处于低磁场区域，见图5的上图，此时双向驱动泵驱动流体由冷端经磁化的蓄冷器流向热端，同时驱动流体由热端经退磁的蓄冷器流向冷端，这样使热的流体进入热端换热器散热，同时使冷的流体进入冷端换热器吸热，当磁体转出高低磁场区域时，驱动泵停止。
当运行到下一个AMR循环时，即当A磁场系统处于低磁场、B磁场系统处于高磁场时，见图5下图，驱动泵反向驱动。
如此周期运行下去，完成磁制冷循环。
图5 磁制冷机主机工作过程示意图Fig.5 Schematic diagram of working procedure of magnetic refrigerator2 磁制冷机的初步试验结果将1.4Kg粒径为0.3~0.6mm稀土金属Gd球粒作为磁制冷工质填充到两个蓄冷器腔体内，以弱碱性水作为换热流体，运行频率0.16Hz,进行无负载制冷试验，初步结果见图6。
图6 磁制冷机冷热端温度随运行时间曲线Fig.6 Cold and hot end temperaturesversus time图6为磁制冷机冷热端温度随运行时间曲线，上方为热端曲线，下方为冷端曲线。
由于热端换热器暴露在环境中，与环境空气交换热量，其易受环境温度影响，所以开始其温度略有上升，之后受环境温度影响略有下降。
冷端包裹在绝热材料中，不易受环境温度影响，而且没有负载，其温度变化曲线呈现出速降、缓降和保持三个阶段。
由于冷端没有负载，其变化曲线基本能反映蓄冷器中的温度梯度建立过程。
在磁热效应和AMR 循环作用下，在蓄冷器中逐步建立起温度梯度，由于冷端没有负载，起初温度梯度的建立比较快，在温度变化曲线上表现出迅速降温。
当蓄冷器冷热端温差达到一定程度，进一步加大温差的速度会减缓，在曲线上表现为缓慢降温阶段。
最后当蓄冷器冷热端温差达到一定程度，由于蓄冷器的轴向热传导以及横向热散失等使温差不再增加，在曲线上表现为维持阶段。
最终冷热端温差接近18℃。
综上所述，该磁制冷机采用双筒式磁场系统以及改进的流体驱动方式实现磁制冷机低噪声、高精控、运行可靠、结构紧凑等特点，利用稀土金属Gd颗粒作为磁制冷工质得到较好的初步结果。
3. 结论用双筒嵌套永磁磁场系统和改进的流体驱动系统研制的室温磁制冷机具有结构紧凑、噪音低、运行可靠等的特点。
以稀土金属Gd颗粒作为磁制冷工质，在零负载条件下实现冷热端温差近18℃的初步结果。
本工作得到“863”（2011AA03A404）、国际科技合作与交流专项（2011DFA53230）、国家自然科学基金（51261001）等的资助。
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