GM制冷機的基本制冷原理是絕熱放氣降溫，采用氣缸—排出器組件，通過(guò)按給定相位工作的配氣閥門(mén)來(lái)周期性地實(shí)現西蒙膨脹過(guò)程。系統包括壓縮機、兩端密封的氣缸、氣缸中的活塞和回熱器、閥門(mén)組件以及旋轉電機等，其中壓縮機的主要作用是吸入低壓氣體，為冷頭提供穩定的高壓氣體源。

GM制冷機自1959年被發(fā)明以來(lái)，歷經(jīng)了80多年的發(fā)展。目前，最低制冷溫度已突破至液氦溫區，是國際上唯一得到工業(yè)化大批量生產(chǎn)的低溫制冷機。同其他類(lèi)型低溫制冷機相比，GM制冷機結構簡(jiǎn)單、運轉可靠、性能穩定、操作方便，同時(shí)不受運行方向的限制，液氦溫區制冷效率高。目前，GM制冷機已廣泛應用于低溫真空泵、高溫超導電纜、MRI超導磁體冷卻系統、紅外探測器、低溫光電子學(xué)器件冷卻等眾多場(chǎng)合。

GM制冷機發(fā)展歷程

鵬力超低溫是國內首家在全球擁有GM制冷機自主知識產(chǎn)權并實(shí)現產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)，自2010年成功研制液氦溫區1.0W冷量GM制冷機以來(lái)，隨后的10年時(shí)間里不斷深入研究，突破稀土類(lèi)蓄冷材料—研制、高效驅動(dòng)電機、低磨損部件、狹縫換熱技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)，建立氣缸精密加工與裝配、真空釬焊、低溫涂層等關(guān)鍵工藝。在KDE410SA的基礎上，鵬力超低溫對液氦溫區雙級制冷機進(jìn)行了產(chǎn)品迭代更新，1.2W、1.5W、1.8W冷量GM制冷機陸續研制成功，形成了液氦溫區系列化產(chǎn)品，滿(mǎn)足了客戶(hù)不同層次的需求。2014年，技術(shù)團隊又成功研制出輕量化GM制冷機，二級最低溫度＜2.5K，為高端儀器提供超低溫條件。2016年，20~30K溫區大冷量制冷機-KDE400SX問(wèn)世，為國內高溫超導產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有力保障。

制冷機冷指是直接產(chǎn)生制冷量的部件，而與之配套的壓縮機則為其提供高壓氦氣，可以認為是制冷系統的“心臟”，二者缺一不可。鵬力超低溫技術(shù)團隊早期便研制出兩款水冷氦壓縮機：KDC6000和KDC6000V，這也是目前應用最為廣泛的產(chǎn)品型號，長(cháng)久以來(lái)經(jīng)受住了市場(chǎng)考驗，深受客戶(hù)好評。針對不同的應用場(chǎng)合，鵬力超低溫三款風(fēng)冷壓縮機（KDC4000F、KDC2000F和KDC1000A）均已成功量產(chǎn)。在已有的技術(shù)基礎上，鵬力超低溫團隊不懈努力，在國產(chǎn)化、大功率等方向繼續深入探索。不久的將來(lái)，會(huì )有更多的新產(chǎn)品問(wèn)世，服務(wù)于廣大客戶(hù)。

最新GM制冷機性能

KDE420SA

在KDE418SA制冷機的基礎上，針對液氦溫區較大冷量的需求，最新研制出KDE420SA制冷機，外部尺寸在略微增加的情況下，提高了二級冷量，冷頭總重20kg，一級制冷量20W@50K，二級冷量2.0W@4.2K。

KDE300SA

2021年，由于高溫超導技術(shù)的快速發(fā)展，拉動(dòng)了大冷量制冷機的需求。鵬力超低溫積極響應，成功研制出KDE300系列型制冷機，可提供250W@77K的制冷量，實(shí)現了77K大冷量制冷機的國產(chǎn)化。該產(chǎn)品現已批量應用于超導電力領(lǐng)域。

制冷機冷頭與壓縮機產(chǎn)品的不斷迭代以及新產(chǎn)品的研制成功，實(shí)現了對不同溫區低溫制冷需求的全面覆蓋，打造了“鵬力超低溫”特色產(chǎn)品。未來(lái)，鵬力超低溫將持續在GM制冷機產(chǎn)品全國產(chǎn)化等方向上發(fā)力，爭取為廣大客戶(hù)提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品、高效的服務(wù)。