近期，包頭稀土研究院“複合式永磁室溫磁製冷機(jī)的研製”項(xiàng)目榮獲內(nèi)蒙古自治區(qū)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)。磁製冷項(xiàng)目組成立於1999年，主要從事室溫磁製冷機(jī)、磁製冷機(jī)用磁場(chǎng)系統(tǒng)及稀土基室溫磁製冷材料的研究開發(fā)工作。
包頭稀土研究院室溫磁製冷機(jī)已歷經(jīng)了四代的研發(fā)，即磁液體製冷機(jī)，往復(fù)式永磁磁製冷機(jī)，旋轉(zhuǎn)式永磁磁製冷機(jī)，複合式永磁室溫磁製冷機(jī)的研發(fā)。第四代複合式永磁室溫磁製冷機(jī)是在往復(fù)式磁製冷機(jī)和旋轉(zhuǎn)式磁製冷機(jī)的基礎(chǔ)上開發(fā)的。往復(fù)式室溫磁製冷機(jī)因其迴圈頻率受原理限制，無法達(dá)到更高的製冷效率。而旋轉(zhuǎn)式室溫磁製冷機(jī)雖然能夠達(dá)到很高的頻率，但是其熱交換系統(tǒng)複雜，故障率高。為了避免這些缺點(diǎn)，第四代複合式製冷機(jī)利用雙旋轉(zhuǎn)永磁磁場(chǎng)系統(tǒng)來代替上述兩類室溫磁製冷機(jī)中常用的固定永磁磁場(chǎng)系統(tǒng)，而熱交換仍採用往復(fù)式，這樣既可以保證室溫磁製冷機(jī)的熱交換系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠，又能夠使頻率大幅度提高。
目前，複合式室溫磁製冷機(jī)已實(shí)現(xiàn)一體化，可以搭載大於100L的製冷空間，最大製冷溫差26℃，冷端最低溫度可達(dá)-6.5℃，磁製冷機(jī)製冷功率的計(jì)算值為1000W，可將罐裝啤酒從25℃冷卻到5℃，可以滿足冷藏要求，初步具備實(shí)用性，該成果已達(dá)到國際先進(jìn)水準(zhǔn)?；对撗}合式磁製冷機(jī)的研究成果，稀土研究院正在進(jìn)行商業(yè)化磁製冷冷藏櫃的小批量開發(fā)。同時(shí)稀土研究院也非常注重智慧財(cái)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)，目前已獲得製冷機(jī)專利授權(quán)6項(xiàng)。磁製冷機(jī)未來的研發(fā)方向是向小型化、輕量化發(fā)展，以降低成本，使其更具優(yōu)勢(shì)，滿足市場(chǎng)化要求。
磁製冷機(jī)的研發(fā)離不開磁製冷材料及磁場(chǎng)系統(tǒng)的研發(fā)，磁製冷材料是磁製冷研發(fā)的關(guān)鍵部分，而磁場(chǎng)系統(tǒng)則決定了磁製冷機(jī)的形式及尺寸。稀土院研發(fā)了Gd系及La(FeCoSi)13、LaCe(FeSi)13系磁製冷材料及球形顆粒、片狀、槽型等各類型磁工質(zhì)，已能夠小批量生產(chǎn)，並為國內(nèi)外提供了產(chǎn)品。同時(shí)，設(shè)計(jì)研製了各類型磁製冷機(jī)用磁場(chǎng)系統(tǒng)，磁場(chǎng)強(qiáng)度最大可達(dá)2.0T，為美國、荷蘭、西班牙、巴西、德國、韓國等國家及國內(nèi)提供了產(chǎn)品。磁製冷專案的研發(fā)對(duì)擴(kuò)大NdFeB應(yīng)用領(lǐng)域、Le、Ce、Gd等稀土資源的綜合利用、推動(dòng)稀土產(chǎn)業(yè)的平衡和可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。
