Worldrecord:FraunhoferIPM建造的磁热冷却系统是第一个实现功率密度为12.5瓦/克磁热材料的系统，这是通往可销售的磁热冷却系统道路上的里程碑。(图片来源:FraunhoferIPM)
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在新一代的冷却技术中，磁热系统是一种很有前途的新方法，它不需要破坏气候的冷却剂。凭借传热的创新概念，FraunhoferIPM的研究人员与VacuumschmelzeGmbHCo.KG（Vacuumschmelze/VAC）等工业伙伴一起，已经能够显著提高磁热冷却系统的效率。与FraunhoferIPM研究所和其他合作伙伴的合作始于年的MagMed项目，目的是将可持续和节能的冷却技术应用到系列生产中。FraunhoferIPM研究所现在在提高磁热冷却系统的性能方面取得了突破。
热量冷却系统不依赖有害的冷却剂，如氢氟碳化合物(HFCs)。这使得固态水泵成为压缩机技术的一个有希望的替代方案，而压缩机技术是目前几乎所有冷却系统的标准。当谈到理论上的最大效率水平时，热电系统也远远优于压缩机。在磁热系统中，用磁化加热磁热材料。对于它的系统，FraunhoferIPM使用了一种镧铁硅合金，这种合金在室温下是磁热的。这种磁热材料是由VacuumschmelzeGmbHCo.KG公司开发的，可以在工业规模上经济有效地生产。产生的热量通过散热器散热。一旦磁场被移除，材料冷却到低于初始温度，并能够从热源吸收热能。这种加热和冷却的循环产生了冷却效果。
采用热管高效传热
目前的磁热冷却系统功率密度较低的主要原因与传热有关。“散热是磁热冷却系统效率的一个关键因素，”该项目负责人KilianBartholomé博士说。“我们的冷却概念是基于热管，它通过流体(在我们的例子中是水)的蒸发和凝结工作。当水从液态变为气态时，它会吸收大量的能量，我们利用这种效应来非常有效地转移能量。”
到目前为止，磁热冷却系统是根据主动磁再生(AMR)原理，通过小颗粒泵送液体来传递热量。由于传热相当低，这种方法只工作到一定的循环频率；超过这一点，就会出现相当大的压力损失，这将对系统的效率产生不利影响。FraunhoferIPM公司的专利概念使用了热管中的潜热传递:这是一个过程，流体在密封管道的暖侧蒸发，冷凝在管道的冷侧，即散热器，从而实现热量的传递。根据热敏二极管的原理，逐个激活各个热段并散热。“使用这种系统方法，我们能够实现更高的周期频率，远远超过当前系统的可比功率密度，”Bartholomé说。“磁热材料的频率为12.5瓦/克，我们是世界领先的。”
考虑到采暖、通风和空调(HVAC)市场的增长，创新技术的需求非常大。该项目联盟首先专注于对可靠性要求极高的医疗技术市场。后续项目于9月启动，与冷却技术制造商PhilippKirschGmbH、VacuumschmelzeGmbHCo.KG和GSI技术公司密切合作，建造了一个实验室演示冰箱。此次大流行再次表明，可靠的冷却技术对于医疗技术(例如疫苗接种物流)是多么重要。
磁热冷却系统的优点是它们不需要环境有害或爆炸性制冷剂，如氯氟烃(含氯氟烃)或丁烷。节能、静音，是未来替代传统压缩机技术的首选。在实验室实验中，现在已经有可能证明每克材料的功率密度为12.5瓦。这是前所未有的价值。
以微通道再生器(MCR)的形式提供磁热材料，这是VAC向系列生产准备发展，在这方面起着至关重要的作用。与以前的制造工艺相反，MCR是使用箔铸造工艺生产的。这使得具有成本效益，可靠的生产在工业规模。CALORIVAC的不同合金变体能够在较宽的温度范围内应用。
永磁体特殊任务产品管理主管AlexanderBarcza说:“我们很自豪能以CALORIVACmcr为制冷技术革命做出贡献。”“我们很高兴看到我们的项目合作伙伴制造的演示冰箱将带来的结果。毕竟，我们想在年为VAC周年推出一款磁热冰箱。”