Le renouveau de la réfrigération magnétique

Balli, Mohamed (School of Management and Engineering Vaud, HES-SO // University of Applied Sciences Western Switzerland) ; Mahmed, Cyril (School of Management and Engineering Vaud, HES-SO // University of Applied Sciences Western Switzerland) ; Duc, David (School of Management and Engineering Vaud, HES-SO // University of Applied Sciences Western Switzerland) ; Nikkola, Petri (School of Management and Engineering Vaud, HES-SO // University of Applied Sciences Western Switzerland) ; Sari, Osmann (School of Management and Engineering Vaud, HES-SO // University of Applied Sciences Western Switzerland) ; Hadorn, Jean-Christophe (Clean Cool Systems, Yverdon-les-Bains, Suisse) ; Rahali, Fouad (Clean Cool Systems, Yverdon-les-bains, Suisse)

Basée sur l’effet magnétocalorique (EMC), la réfrigération magnétique est considérée actuellement comme l’une des alternatives sérieuses pour remplacer les systèmes de réfrigération traditionnels. Cet article présente différents aspects de la réfrigération magnétique ainsi qu’un récent développement dans ce domaine réalisé par la Haute Ecole Spécialisée de Suisse Occidentale (HES-SO). Pour faciliter la lecture, l’origine physique de l’EMC, le principe de la réfrigération magnétique et des éléments théoriques de base ont été rappelés. Les derniers développements relatifs aux matériaux et sources de champ magnétique sont également rappelés dans cet article. Enfin, les auteurs présentent le réfrigérateur magnétique qu’ils ont développé très récemment en collaboration avec la société Clean Cool System (CCS). La nouvelle machine a été conçue en tenant compte de la compacité du système, des performances thermodynamiques et des besoins du marché. Afin d’obtenir des champs magnétiques suffisants pour cette application, une source de champ innovante a été mise au point. Une nouvelle conception des matériaux magnétocaloriques permet de réduire très significativement l’énergie consommée durant les processus de magnétisation et de démagnétisation. Utilisant les plaques du gadolinium comme réfrigérant et le cycle thermodynamique AMRR1 , ce système a permis de produire une puissance frigorifique supérieure à 100 W pour un écart de température entre les sources de chaleur supérieur à 15 K.

Based on the magnetocaloric effect (MCE), magnetic cooling is considered in recent years as a serious alternative to replace conventional systems. In this paper, we present the various aspect of the magnetic cooling as well as our recently developed magnetic refrigerator. In order to more understand the physical origin of the MCE and the magnetic cooling, theoretical backgrounds are developed. The recent developments on magnetocaloric materials and magnetic field sources are also the subject of this paper. In the last part we present the recent developed magnetocaloric machine at HES-SO in collaboration with Clean Cool System Company (CCS). The magnetocaloric machine was designed taking into account the market and thermodynamic performance requirements. In addition, the design options lead to a compact system easier for using. In order to generate sufficient magnetocaloric effect, an innovative magnetic field source was developed based on permanent magnets arranged following an original configuration. However, in order to reduce the energy absorbed by the machine, a new architecture for the magnetocaloric block was proposed. Using the active refrigeration thermodynamic cycle (AMRR) and gadolinium plates as a refrigerant, a cooling power higher than 100 W and a temperature span larger than 15 K were reached.


Article Type:
professionnel
Faculty:
Ingénierie et Architecture
School:
HEIG-VD
Institute:
IESE - Institut d'Energie et Systèmes Electriques
Date:
2012-06
Pagination:
10 p.
Published in:
Revue Générale du Froid
Numeration (vol. no.):
2012, vol. 102, no. 1121, pp. 45-54
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 Record created 2021-01-26, last modified 2021-01-26

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