Magnetische Wärmepumpe, Funktionsmuster

• Research unit: SFOE
• Project number: 101608

Key words (German)

TP0074;F-Wärmepumpen und Kälte

Short description (German)

Magnetische Wärmepumpe, Funktionsmuster

Final report (German)

Die magnetische Kälteerzeugung basiert auf dem magneto-kalorischen Effekt. Der magneto-kalorische Effekt basiert auf magnetischen Eigenschaften bestimmter Materialien in der Nähe der Curie-Temperatur. Diese Materialien zeigen eine Temperaturerhöhung, wenn sie in ein magnetisches Feld gelangen und weisen eine gleiche Temperaturabnahme auf, wenn das Magnetfeld wieder entfernt wird. Nachdem mit dieser Technologie erste Forschungsarbeiten aufgenommen wurden, entwickelte das Institut de Génie Thermique (IGT) der Fachhochschule Haute Ecole d’Ingénierie et de Gestion du Canton de Vaud (HEIG-VD) einen technologischen Prototyp. Das verwendete Material war Gadolinium mit einer Reinheit von 99.99 %. Es wurde ein zylindrisches Granulat eingesetzt, wobei die Zylinder einen Durchmesser von 2 mm und eine Länge von 3 mm hatten. Das Rad mit dem Gadolinium wurde mit einem drehzahlgeregelten Elektromotor in eine Rotation mit einer Drehgeschwindigkeit von 25 bis 50 Umdrehungen/min versetzt. Das Magnetfeld hatte eine Feldstärke von 1 Tesla. Das Kühlmedium Luft wurde im rotierenden Wärmetauscher mit einem drehzahlgeregelten Ventilator gefördert. Der Demonstarations-Prototyp wurde aufgebaut und hat funktioniert.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:


Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Alber,Nathanaël
Erbeau,Nicolas
Sari,Osmann
Egolf,Peter W.

Final report (English)

The magneto-caloric refrigeration is based on the magneto-caloric effect. This effect is due to magneto-caloric properties of certain materials around the Curie temperature. These materials show a temperature increase if they are put into a magnetic field and a same temperature decrease if they are released of the magnetic field. After having started first research work, a prototype was developed at the Institut de Génie Thermique (IGT) of the university of applied sciences Haute Ecole d’Ingénierie et de Gestion du Canton de Vaud (HEIG-VD), Switzerland. As material, Gadolinium with a purity of 99.99 % was used. The used granulate consisted of cylinders with a diameter of 2 mm and a length of 3 mm. The wheel with the gadolinium was rotated with a velocity of 25 to 50 rpm by a frequency controlled electric drive. The magnetic field had a magnitude of 1 Tesla. The cooling media was air, which was transported by a frequency controlled ventilator. The prototype was built and showed good functionality.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:


Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Alber,Nathanaël
Erbeau,Nicolas
Sari,Osmann
Egolf,Peter W.

Final report (French)

La réfrigération magnétique est une technologie qui repose sur l’effet magnéto calorique. Le principe de refroidissement magnétique repose sur les propriétés magnéto caloriques (magneto caloric effect) de certains matériaux à des températures proches de leur température de Curie. Ces matériaux ont la propriété de s’élever en température lorsqu’ils sont soumis à un champ magnétique, et se refroidissent de ce même ΔT lors que ce champ est éliminé. Afin d’explorer cette technologie et de développer des compétences, l’Institut de Génie Thermique (IGT) de la Haute Ecole d’Ingénierie et de Gestion du Canton de Vaud (HEIG-VD) a conçu et développé un premier démonstrateur technologique. Le matériau utilisé est du gadolinium pur à 99.9%. Il est sous forme de granulés cylindriques d’environ 3 mm de longueur et de 2 mm de diamètre. La roue au Gadolinium est mise en rotation au moyen d’un moteur électrique fonctionnant entre 25 à 50 tours/min (commande variable) dans un champ magnetique de 1 Tesla d’induction magnetique. L’écoulement de l’air est maintenu dans l’échangeur rotatif au moyen d’un ventilateur dont la vitesse est également variable. Le démonstrateur est réalisé et est fonctionnel.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:


Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Alber,Nathanaël
Erbeau,Nicolas
Sari,Osmann
Egolf,Peter W.

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• Démonstrateur magnétique - Rapport final [PDF] 1'381 kB