无有害制冷剂的冷却系统

1917年的发现对未来变得可行。弗劳恩霍夫物理测量技术研究所IPM的一组研究人员正在开发高效的磁热冷却系统，该系统无需有害的制冷剂即可使用。研究人员希望通过他们的过程达到最高效率水平的50%。现有可比的磁热系统仅达到约30%。

世界各地许多研究小组正在研究利用磁热材料抽出热量的冰箱，工业冷却系统和空调。磁化产生的加热和冷却循环非常适合冷却。位于德国弗赖堡的Fraunhofer IPM的物理学家KilianBartholomé博士及其团队正在使用这项技术来开发一种非常有效的导热率概念，从而消除了对环境有害的制冷剂的需求。

由于当今使用的常规氢氟烃(HFC)是强大的温室气体，因此对创新的冷却技术有很高的需求。因此，欧盟已严格限制了HFC的使用。氢氟碳化合物还有其他替代品，例如天然制冷剂丁烷和丙烷，例如用于家用冰箱。这些气体是易燃的，但在家用冰箱中使用的气体数量不视为危险。但是，对于大型冷却系统(如超市中的冷却系统)，它们仍然不是可行的选择。该行业正在研究替代制冷剂，但尚未提出令人信服的解决方案。

环保的镧铁硅合金作为磁热材料

磁热冷却系统不需要任何有害的制冷剂。研究人员正在使用一种环境友好的镧-铁-硅合金作为磁热材料，当施加磁场时会发热，而在去除磁场时会冷却。KilianBartholomé和他的团队已经开发出一种特殊的程序并将其产生的热量申请了专利。

Bartholomé的冷却系统利用潜热，即液体转化为蒸气所需的能量。物理学家说：“由于水在从液态变为气态时会吸收大量能量，因此我们使用蒸发过程来传递热量。” “这是一种传递热能的高效手段。”

在决定将蒸发过程用于热传输时，KilianBartholomé和他的同事JanKönig受到了热管的启发，这些热管例如用作太阳能系统中的集热器和冷却计算机。热管是一个抽真空的容器，其中已封入了少量流体。如果管道的一侧被加热，则流体在该加热侧蒸发，然后在冷侧再次冷凝。在该过程中实现了很高的传热率。

Fraunhofer IPM正在开发的磁热热管要复杂得多。它由许多装有磁热材料的小室组成。该合金具有精细的多孔结构，因此可以被水蒸气最佳地渗透。多孔合金的生产方法是弗劳恩霍夫制造技术与先进材料研究所IFAM的Sandra Wieland博士和Martin Dressler博士的工作。

磁热冷却系统的新世界纪录

为了进一步提高效率，Bartholomé将热管的各个段布置成圆形，并在中间放置一个旋转磁铁。预计到年底，演示器将产生300瓦的电能。通过比较：家用冰箱中的压缩机产生的功率为50到100瓦。当前系统已经以很高的频率运行。弗莱堡的研究人员计划使用该演示器打破磁热冷却系统在系统频率方面的世界纪录。长期目标是达到理论最大效率水平的50%。可比的现有系统达到大约30%。

行业参与者已经对该研究表示了极大的兴趣，例如Philipp Kirsch GmbH，该公司为医学实验室，药房和医院生产专用冰箱。这家历史悠久的德国公司正在与Fraunhofer IPM合作，该项目由德国联邦经济技术部(BMWi)赞助。首席执行官Jochen Kopitzke说：“我们希望在市场上以磁热为基础安装负86度的装置。” “磁热法具有巨大的破坏潜力，并有可能在中期范围内取代基于压缩机的冷却。我们在这里看到了一个可以渗透的明显发展的市场。”