室温磁制冷工质的研发是决定室温磁制冷技术发展的关键因素之一,后者是一种高效、环保的新型制冷技术,应用前景非常广泛.本文介绍了磁性工质用于制冷技术的原理、磁性工质的选择依据、室温磁制冷工质的发展现状及活性蓄冷器的相关技术,并对室温磁制冷工质技术的发展进行了展望.

基于统计理论推导的铁磁材料的磁热参数,建立了不可逆回热式磁Brayton循环数学模型.对于顺磁材料作工质的情形,获得了循环放热量QH、制冷量QC、回热量及性能系数δCOP的表达式的解析解.以铁磁材料钆作工质为例,数值研究了循环室温区的制冷性能,考察了归一化温度α、回热不平衡量QR及磁化过程不可逆度η对循环有效制冷量Qeff,C及δCOP的影响,并获得了不同外部磁场H1条件下循环最大温跨δT,max.数值结果显示：Qeff,C随α的增加而增加;当α≥0.6或QR≥0时,循环均能获得良好的制冷性能;磁化过程的不可逆因素会使得δCOP迅速下降.

鉴于活性蓄冷器作为室温磁制冷核心部件，建立了活性蓄冷器二维复杂多孔介质模型，采用分子场理论计算励（退）磁过程磁性工质温度及磁熵变化，考虑了非Darcy效应、驻留流体、两相热扩散效应、热流边界效应及流体物性非定常的影响．采用有限差分法对两相能量方程进行离散求解．通过计算结果与实验结果的比较对模型进行了验证，认为所建模型能有效反映蓄冷器运行规律并模拟其内部温度分布．数值模拟结果显示：磁场强度变化为2．18T条件下蓄冷器内金属Gd在其居里点处的温度改变为1．85K；蓄冷器内部温度梯度明显，微元循环存在显著复叠现象；热流边界效应会导致蓄冷器制冷性能下降，流量较大时物性参数对制冷性能影响较大；在壁面热流通量为5W／m^2的条件下，蓄冷器获得的最大制冷量为201．8W，对应性能系数为4．79．

室温磁制冷具有绿色环保、内禀高效、低噪音与低振动等优点，有望成为室温制冷领域中的一种重要选择．本文首先简述了磁热效应等基本概念，阐述了磁制冷热力学循环，重点介绍由基本循环构成的复合式磁制冷循环、主动磁制冷循环以及耦合气体回热式制冷的主动磁制冷循环等．随后描述了室温磁制冷系统的不同维度数值模型的特点，介绍了模型中磁热效应、多层主动磁回热器、退磁效应等重要项的表述方式及其他因子对系统性能的影响．根据室温系统运动部件和运动方式的不同，将室温磁制冷样机细化为四类系统，包括往复磁体式、往复回热器式、旋转磁体式和旋转回热器式．结合样机的近期实验进展，分析了不同类别室温系统的结构、运行和性能等特性．最后，总结了室温磁制冷技术的未来发展趋势．

室温磁制冷作为一种高效环保新技术已经成为制冷技术发展的必然趋势。介绍了室温磁制冷回热器最新研究动态。阐述了磁制冷的原理,系统的介绍了室温磁制冷中磁制冷样机、回热器以及热交换技术的发展情况,详细介绍了回热器内多孔材料流动模型。并对一维,二维,三维模型的建立,模拟分析以及数值计算等做了详细的说明。三维模型的分析模拟可以得到详细的温度场、速度场变化,是未来研究的发展方向。对回热器的强化换热技术从填充颗粒,换热流体两个方面进行了分析介绍。综述了在多孔介质流动与传热研究领域的现状,提出了多孔介质流动换热研究新方向。

自1976年美国Lewis研究中心的G.V.Brown首次在室温条件下实现了磁制冷以来,磁制冷的温度范围开始提高到室温附近。经过20多年的发展，取得了可喜的成绩。目前，在室温制冷研究领域，国内的许多研究机构大都致力于高磁热应固体磁性材料的研究和磁制冷机的研制，不过固体磁制冷工质磁热效应不够大、换热速度不够快，制约了磁制冷技术的应用。若将纳米磁性液体作为磁制冷工质，不仅可以放大磁制冷效应，而且可以强化制冷工质与换热流体之间的热交换，对于提高磁制冷效率有着十分重要的作用。因而可以预见以磁流体为制冷工质室温磁流体制冷将有着广阔的发展前景。

室温磁制冷技术是一种高效环保的新制冷技术，虽然目前还不太成熟，但是其应用前景十分广阔，有望取代传统的蒸气压缩式制冷方法。本丈简要阐述了磁热效应的原理，并介绍了室温磁制冷的研究现状与发展。

利用机械合金化和放电等离子烧结技术制备Mn1.2Fe0.8P0.76Ge0.24室温磁制冷材料。采用XRD、SEM分析烧结样品的相结构和显微组织,发现烧结样品显微组织均匀致密,但是存在少量MnO、Fe3Mn4Ge6杂质相。利用DSC测试样品的热流对温度的变化曲线,并计算出熵变随温度的变化关系。结果显示,Mn1.2Fe0.8P0.76Ge0.24的居里温度TC在–10℃左右,在–7℃的时磁熵变为23J/（kg·K）。

室温磁制冷是磁制冷技术发展的必然趋势.本文介绍了近10年室温磁制冷研究的最新动态,分析了磁制冷循环理论研究的结果,详细说明了室温磁制冷材料和样机的新近成果,并对室温磁制冷的商业化应用前景进行了展望.