斯特林制冷机,是低温制冷机的一种,是基于逆向斯特林循环(斯特林制冷循环)原理制造而成的低温制冷机。
斯特林制冷机主要由电动机、气缸、活塞、曲柄、冷却器、换热器等组成,工作原理是,电动机启动提供动力,曲柄推动活塞在气缸中做往复运动,热端气体经换热器冷却,压缩为高压气体送入冷端,膨胀冷却为低温气体,此过程循环,从而实现制冷效果。
斯特林制冷机具有结构紧凑、体积小、重量轻、启动速度快、工作效率高、工作温度范围宽、可靠性高等特点,是小型低温制冷机中技术最为成熟、应用最为广泛的产品之一。
斯特林制冷机可以用于低温冰箱、激光器、探测器、阿尔法磁谱仪、高光谱成像仪、射电天文望远镜阵列等冷却中,广泛应用在电子、医疗、能源、航空航天、军工国防、科研等领域,实现仪器制冷、气体液化、高温超导应用、遥感遥测、导弹制导等操作。其中,军事领域是斯特林制冷机最大下游市场。
按照制冷级别来看,斯特林制冷机可以分为单级斯特林制冷机、双级斯特林制冷机。前者制冷温度范围可以达到液氮温区(临界温度77K),能够液化氮气、氧气等;后者制冷温度范围更低,可以液化氢气、氖气等。
按照结构来看,斯特林制冷机可以分为整体式斯特林制冷机、分置式斯特林制冷机。前者问世较早,具备斯特林制冷机的常见优点,但振动较大、寿命较短;后者在前者基础上发展而来,振动降低,可以应用在军事领域。
在全球市场中,斯特林制冷机生产商主要有法国Thales Cryogenics、美国Sunpower、日本理光(Ricor)、日本住友重工(Sumitomo Heavy Industries)等。
新思界
行业分析人士表示,随着技术不断进步,新型低温制冷机产品还在不断被开发问世,脉管制冷机为代表性产品,具有振动低、噪声低、可靠性高的特点,在液氮温区范围内制冷效率高,并可拓展至液氦温区(临界温度4.2K),在部分应用领域会对斯特林制冷机形成替代。