曾烊平，陳 曦

（上海理工大學(xué)能源與動力工程學(xué)院，上海 200093）

自由活塞斯特林制冷機的研究與應(yīng)用進展

曾烊平，陳 曦

（上海理工大學(xué)能源與動力工程學(xué)院，上海 200093）

對自由活塞斯特林制冷機（FPSC）的發(fā)展歷史以及當前的研究進展進行總結(jié)，比較了自由活塞斯特林制冷機與分置式斯特林制冷機的性能，結(jié)果顯示自由活塞斯特林制冷機的相對卡諾效率明顯高于分置式斯特林制冷機。自由活塞斯特林制冷機具有高效、緊湊、制冷溫區(qū)廣等優(yōu)勢，分別從航天、超導(dǎo)、低溫冰箱、家用制冷等方面詳細總結(jié)了自由活塞斯特林制冷機應(yīng)用情況。最后，根據(jù)自由活塞斯特林制冷機的發(fā)展現(xiàn)狀，提出了一些有用的建議，對自由活塞斯特林制冷機的發(fā)展及應(yīng)用具有一定指導(dǎo)意義。

自由活塞斯特林制冷機；航天；超導(dǎo)；低溫冰箱；家用制冷

0 引言

自1816年Robert Stirling發(fā)明第一臺斯特林發(fā)動機以來，至今年剛好200年歷史，如今各種類型的斯特林發(fā)動機和制冷機被商業(yè)化生產(chǎn)，廣泛用于科學(xué)研究、軍用、民用及商用的各個領(lǐng)域。斯特林循環(huán)由兩個等溫過程和兩個等容過程組成。分析斯特林循環(huán)的主要方法有等溫分析方法、絕熱分析方法、節(jié)點模型以及一維模型（SAGE軟件）等[1]。等溫分析方法由Schmidt于1861年提出，是分析斯特林循環(huán)的最經(jīng)典的方法之一，該方法假設(shè)循環(huán)的壓縮和膨脹過程都是等溫的（而實際情況更接近于絕熱過程），所以其結(jié)果準確性一般不高。絕熱分析方法獲得的結(jié)果則更接近于實際。最近幾十年來，隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，利用各種軟件對斯特林制冷機進行模擬以及優(yōu)化計算成為了重要的研究方法之一。

斯特林制冷機采用斯特林逆循環(huán)，理論制冷效率和逆卡諾循環(huán)的效率相等。自由活塞斯特林制冷機（FPSC）采用直線壓縮機驅(qū)動、柔性彈簧支撐、間隙密封等技術(shù)，使得和其他制冷系統(tǒng)相比，具有結(jié)構(gòu)緊湊、噪音小、壽命長、可靠性高等優(yōu)點[2]。憑借以上優(yōu)點，自由活塞斯特林制冷機在航空、航天、超導(dǎo)、低溫冰箱，甚至家用制冷領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。歷史上對自由活塞斯特林制冷機的發(fā)展有重要影響的時間節(jié)點及研究狀態(tài)如表1所列。

表1 自由活塞斯特林制冷機的發(fā)展Table1 The development offree piston stirling cryocooler

由表1可見，斯特林制冷技術(shù)已發(fā)展200年歷史，但發(fā)展成熟、大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用也是最近10年的事情，國內(nèi)外對自由活塞斯特林制冷機的研究已經(jīng)從低溫領(lǐng)域延伸到普冷領(lǐng)域，至今為止，研究者對自由活塞斯特林制冷機應(yīng)用于商用和家用制冷領(lǐng)域持樂觀態(tài)度[3]。

1 自由活塞斯特林制冷機介紹

自由活塞斯特林制冷機由直線電機帶動直線壓縮機工作，壓縮活塞在壓縮腔內(nèi)壓縮工質(zhì)，工質(zhì)經(jīng)過熱端換熱器換熱后進入回熱器，其部分熱量被回熱器中的絲網(wǎng)儲存，最后進入膨脹空間膨脹制冷，膨脹后的氣體再次流經(jīng)回熱器，吸收絲網(wǎng)儲存的熱量，完成一個熱力循環(huán)。一種典型的動磁式直線電機驅(qū)動的自由活塞斯特林制冷機結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 動磁式直線電機驅(qū)動的自由活塞斯特林制冷機結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Moving magnet linear motor driven free piston stirling refrigerator structure1.冷頭；2.散熱器；3.活塞；4.直線電機；5.平衡塊；6.板彈簧；7.排出器/回熱器

從圖1可看出，自由活塞斯特林制冷機主要由板彈簧、直線電機、活塞、回熱器、排出器和冷頭組成。雖然理想的斯特林循環(huán)效率等于卡諾循環(huán)效率，但是實際情況卻并非如此。除了壓縮和膨脹過程很難保證等溫條件外，電機效率、回熱器效率、軸向?qū)釗p失、冷頭漏熱損失和穿梭損失等都會導(dǎo)致斯特林制冷機應(yīng)用于實際情況時，效率并不能達到卡諾循環(huán)效率。

優(yōu)化斯特林制冷機一般從主要部件著手，直線電機的效率直接關(guān)系到制冷機最終的效率，提高電機效率是優(yōu)化自由活塞斯特林制冷機的一個重要方面[4]?；責崞鹘z網(wǎng)材料以及填料的孔隙率、冷頭材料及膨脹腔的死容積等也會對制冷機的性能產(chǎn)生一定影響，優(yōu)化制冷機的時候也應(yīng)該考慮這些因素[5]。

2 自由活塞特林制冷機的研制情況

自從上世紀50年代Philips公司首次實現(xiàn)斯特林制冷機的商業(yè)應(yīng)用以及60年代William Beale提出自由活塞斯特林制冷機以來，自由活塞斯特林制冷機在過去半個世紀取得了突飛猛進的發(fā)展。如今，能滿足不同溫區(qū)和制冷量需求的斯特林制冷機出現(xiàn)在軍用、民用和科學(xué)研究的各個領(lǐng)域，其在家用制冷領(lǐng)域的應(yīng)用也在積極的研究之中。表2列出了目前的一些自由活塞斯特林制冷機研制公司及其產(chǎn)品研制情況。表格中主要列出了制冷機型號、制冷量、輸入功、熱端溫度和質(zhì)量等信息。

圖2為液氮溫區(qū)下，Sunpower公司生產(chǎn)的自由活塞斯特林制冷機與Thales公司生產(chǎn)的分置式斯特林制冷機的比制冷量，圖中橫坐標代表斯特林制冷機型號，縱坐標代表制冷機的比制冷量?？梢钥闯觯杂苫钊固亓种评錂C在液氮溫區(qū)的比制冷量明顯大于分置式斯特林制冷機的，最高可達5 W/kg以上，最低也在1 W/kg以上，而分置式的斯特林制冷機最高在1 W/kg左右。這說明在相同的溫度下制取相同 的冷量，自由活塞斯特林制冷機將會更輕巧、緊湊。

表2 自由活塞斯特林制冷機的研制情況Table2 The development of the free piston stirling cryocooler

圖2 液氮溫區(qū)下斯特林制冷機的比制冷量圖Fig.2 Refrigerating capacity of Stirling refrigerator in liquid nitrogen temperature

圖3給出了一些自由活塞斯特林制冷機和分置式斯特林制冷機的相對卡諾循環(huán)效率，其中橫坐標為制冷機型號，縱坐標為相對卡諾效率?？梢钥吹?，在液氮溫區(qū)下，Sunpower公司的Cryotel系列、M77和M87型號的自由活塞斯特林制冷機效率明顯高于Thales公司LSF95系列的分置式斯特林制冷機，很大的原因是由兩種制冷機不同結(jié)構(gòu)所導(dǎo)致的自由活塞斯特林制冷機沒有連接管，從而降低了很大一部分損失。另外，還可看出Cryotel系列制冷機的相對卡諾效率高于Twinbird公司生產(chǎn)的在250 K溫度下工作的自由活塞斯特林制冷機效率，其主要原因則是，高溫溫區(qū)下，理想卡諾循環(huán)效率本身就很高，造成了制冷機的相對卡諾循環(huán)效率不是太高。另外，Cryotel系列制冷機主要應(yīng)用于航空、航天和超導(dǎo)領(lǐng)域，其工藝和技術(shù)要求十分高，如更高的電機效率和間隙密封要求等，而Twinbird公司生產(chǎn)的制冷機則主要用于民用領(lǐng)域，相比之下沒有很高的技術(shù)要求，因此制冷機的損失增加，導(dǎo)致效率較低。

圖3 自由活塞和分置式斯特林制冷機效率對比圖Fig.3 Comparison of efficiency of free piston and split type Stirling refrigerator

3 自由活塞斯特林制冷機的應(yīng)用

3.1 航天上的應(yīng)用

1992年，Martin Marietta Services公司負責了NASA的一個子項目，采用Sunpower公司用研制的對置斯特林制冷機設(shè)計了1臺在“發(fā)現(xiàn)號”航天飛機上使用的制冷機。該制冷機由兩臺M223的自由活塞斯特林制冷機耦合而成，機器總重為5 kg，這是對置斯特林制冷機的首次利用，能在4℃提供124 W或-22℃提供88 W的冷量，并且通過采用對置結(jié)構(gòu)，緩解了震動問題[6-7]。圖4為對置自由活塞斯特林制冷機的實物圖。

圖4 Sunpower公司研制的對置斯特林制冷機[8]Fig.4 Opposed Stirling refrigerator developed by Sunpower company

NASA于2002年發(fā)射的拉馬第高能太陽光譜成像探測器（RHESSI）上安裝了1臺Sunpower公司生產(chǎn)的型號為M77B的自由活塞斯特林制冷機。制冷機的制冷溫度為65 K，可將探測器的工作溫度維持在75 K，實現(xiàn)該探測器的兩年在軌目標[9]。迄今為止，制冷機仍然能穩(wěn)定維持探測器的溫度，RHESSI已正常工作12萬小時，這也體現(xiàn)了自由活塞斯特林制冷機長壽命和高可靠性的優(yōu)點。圖5為M77B的實物圖。

圖5 Sunpower公司生產(chǎn)的M77B制冷機[9]Fig.5 M77B produced by Sunpower company

2011年，NASA將阿爾法磁譜儀-02（AMS-02）送入國際空間站，用于觀測暗物質(zhì)和反物質(zhì)。AMS-02上就裝有4臺Sunpower公司生產(chǎn)的M87N型自由活塞斯特林制冷機，制冷機的作用是冷卻杜瓦外部的蒸氣冷卻罩來延長磁譜儀的運行壽命?；拘阅芤笫钱斴斎牍?00 W時能在80 K下提供16 W的冷量[10-11]。空間站中還需使用低溫冰箱以保存一些重要材料和生物樣本，冰箱通過自由活塞斯特林制冷機獲得冷量，圖6是用于空間站的低溫冰箱（NASA）示意圖。

圖6 用于空間站的斯特林低溫冰箱Fig.6 For the space station low temperature refrigerator

3.2 超導(dǎo)領(lǐng)域的應(yīng)用

相比于食品儲存溫區(qū)大冷量自由活塞斯特林制冷機的研究，在更低的溫度下增大制冷機的制冷量顯得更加困難，因為在低溫下，包括穿梭損失和軸向?qū)釗p失在內(nèi)的各種冷量損失會對系統(tǒng)的效率造成非常大的影響，這些都意味著設(shè)計和優(yōu)化制冷機對提高低溫溫區(qū)下制冷機的制冷量有重大意義。

圖7為用于冷卻手機信號基站中的高溫超導(dǎo)微波濾波器的自由活塞斯特林制冷機，其性能為當輸入功為100 W時，能在77 K下提供6 W的冷量[12]。

圖7 用于高溫超導(dǎo)濾波器的自由活塞斯特林制冷機[12]Fig.7 For the free piston refrigerating machine HTS filter[12]

2000年，Sunpower公司開發(fā)了Cryotel系列的自由活塞斯特林制冷機，可在77 K的制冷溫度下提供不同的冷量，該系列的制冷機相對卡諾循環(huán)效率均在20%以上，是目前世界上效率最高的自由活塞斯特林制冷機[13-14]。圖3可以找到Cryotel系列制冷機和該公司另外三種機型的相對卡諾效率。作為對比，Thales公司生產(chǎn)的LSF95系列的分置式斯特林制冷機效率也在圖3中顯示?？梢园l(fā)現(xiàn)，Sunpower公司的Cryotel系列制冷機在液氮溫區(qū)的相對卡諾效率遠高于Thales公司的LSF95系列的效率[15]。

在液氮溫區(qū)，大冷量（＞50 W）自由活塞斯特林制冷機應(yīng)用于高溫超導(dǎo)領(lǐng)域的市場前景仍然占主導(dǎo)地位。據(jù)美國能源部在2011年的估計，在未來15年內(nèi)僅超導(dǎo)故障電流限制器（SCFLs）就有數(shù)十億美元的市場[16]。鑒于目前第二代高溫超導(dǎo)導(dǎo)線技術(shù)已經(jīng)問世，預(yù)測高溫超導(dǎo)領(lǐng)域?qū)ο鄳?yīng)的制冷機有較大需求。

近年來，大冷量斯特林制冷機的研究也越來越活躍。2011年，Infinia公司開始展開對低溫區(qū)下大冷量制冷機的研究，采用對置式直線壓縮機，共用冷指的整體式技術(shù)路線，于2014年研制出了650 W@ 77 K大冷量的自由活塞斯特林制冷機[17]。國內(nèi)對液氮溫區(qū)自由活塞斯特林制冷機進行樣機開發(fā)的包括中科院上海技術(shù)物理研究所、中科院理化技術(shù)研究所、合肥電科16所等。2016年，合肥電科16所基于sunpower自由活塞斯特林制冷機的技術(shù)方案開發(fā)了7.7 W@80 K的自由活塞斯特林制冷機[18]。中科院理化技術(shù)研究所采用類似Infinia公司的技術(shù)方案，于2015年搭建了1臺能在80 K獲得78 W冷量的對置式自由活塞斯特林制冷機，其相對卡諾效率達18.8%[19]。

3.3 在低溫冰箱上的應(yīng)用

2006年，上海理工大學(xué)和中科院上海技術(shù)物理研究所合作研制了1臺40 W@200 K的自由活塞斯特林制冷機，其應(yīng)用背景為-80℃的低溫冰箱。實驗研究顯示，增大充氣壓力可以增大壓縮機的共振頻率，并且對于1臺自由活塞斯特林制冷機存在著一個最佳充氣壓力，從而實現(xiàn)最佳制冷性能[20]。值得注意的是，斯特林制冷機的充氣壓力一般在2～3 MPa[21-22]。

2012年，Global Cooling公司比較了兩級復(fù)疊低溫冰箱和斯特林低溫冰箱，從系統(tǒng)原理和結(jié)構(gòu)出發(fā)，分析了兩種制冷系統(tǒng)生產(chǎn)、運行和調(diào)節(jié)制冷量等過程對環(huán)境的影響[23]。衡量了會對環(huán)境影響的主要參數(shù)，包括系統(tǒng)運行的COP，當量CO2排量以及能耗等。表3為兩個系統(tǒng)的一些重要參數(shù)的對比。

從表3可以發(fā)現(xiàn)，斯特林制冷系統(tǒng)顯著的優(yōu)點有制冷機環(huán)保無害，更高的COP，平均每天的耗電也比復(fù)疊系統(tǒng)減少了50%以上，當量CO2排量也比復(fù)疊系統(tǒng)小60%以上，顯然斯特林系統(tǒng)更為節(jié)能環(huán)保。另外，斯特林制冷機采用氣體軸承支撐運動部件而不使用潤滑油從而使得系統(tǒng)運行更為安全可靠，其連續(xù)工作、通過活塞振幅調(diào)節(jié)制冷量是節(jié)能的重要原因之一，使用具有高換熱效率的乙烷熱虹吸管也是一大亮點。

表3 兩級復(fù)疊低溫冰箱和斯特林低溫冰箱的比較Table3 Two stage cascade cryogenic refrigerator and the comparison of Stirling refrigerator at low temperature

目前，自由活塞斯特林制冷機已經(jīng)投入商業(yè)應(yīng)用，用于生產(chǎn)制造低溫冰箱。表4和圖8分別是Global Cooling公司（現(xiàn)Stirling Ultracold公司）應(yīng)用自由活塞斯特林制冷機開發(fā)的冰箱參數(shù)和實物圖，可用于實驗室材料儲存。冰箱通過自由活塞斯特林制冷機工作產(chǎn)生制冷效應(yīng)，冷量由熱虹吸管傳遞到冷卻空間。

日本Twinbird公司也研發(fā)了低溫冰箱溫區(qū)下的自由活塞斯特林制冷機，可分別在-23.3℃和-80℃提供不同的冷量，其性能如表2所示，圖3顯示了該公司的自由活塞斯特林制冷機在-23.3℃下的相對卡諾效率。從圖可以看出，就制冷效率而言，即使在更低的制冷溫度下，Sunpower公司的Crytel系列制冷機仍具有非常大的優(yōu)勢。

表4 Stirling Ultracold公司應(yīng)用自由活塞斯特林制冷機開發(fā)的低溫冰箱[24]Table4 Application of free piston Stirling Ultracold company Stirling cryocooler development of cryogenic refrigerator

圖8 三種型號的斯特林冰箱[24]Fig.8 Three types of Stirling refrigerator

近兩年來，自由活塞斯特林制冷機還被試驗用于CO2的回收。2013年，筑波大學(xué)和中國農(nóng)業(yè)大學(xué)搭建了一個自由活塞斯特林制冷機試驗臺，利用制冷機產(chǎn)生的低溫環(huán)境將CO2制成干冰從而實現(xiàn)對CO2的回收[25]，并于2014年優(yōu)化了該系統(tǒng)[26]。不過該系統(tǒng)單位時間內(nèi)只能回收少量的CO2，對于會產(chǎn)生大量CO2的場所，利用該系統(tǒng)對CO2回收不太現(xiàn)實，因為這種情況下要得到固態(tài)CO2需要大量的冷量，而這正是大冷量自由活塞斯特林制冷機的短板單臺制冷量不大，成本較高。

3.4 家用制冷上的應(yīng)用

在-40℃以上的制冷溫度下，蒸氣壓縮循環(huán)具有較高的效率，所以家用制冷領(lǐng)域仍然廣泛采用該循環(huán)來獲得冷量[27]。當制冷溫度低于-40℃，壓縮節(jié)流制冷循環(huán)的效率降低，要想保持較為滿意的效率，需要使用復(fù)疊循環(huán)來提升系統(tǒng)的性能。而斯特林制冷機憑借小巧、高效以及運行噪聲小等優(yōu)點，在低于-40℃的制冷溫度下具有了競爭優(yōu)勢[28]。

2000年，土耳其圖茲拉研發(fā)中心在-40～0℃的范圍內(nèi)測試了兩臺自由活塞斯特林制冷機的制冷量和制冷性能，此次研究對自由活塞斯特林制冷機在替代傳統(tǒng)蒸氣壓縮制冷機方面的研究起到了積極作用[29]。

2008年，Global Cooling公司展開了對多缸制冷機的研究，并且總結(jié)了食品儲存溫區(qū)制冷機質(zhì)量和制冷量之間的關(guān)系，如圖9所示。所做的研究，對于推動自由活塞斯特林制冷機用于家用制冷領(lǐng)域有很大的促進作用，只是成本仍然是最大的問題。圖中可以看出，在制冷量小于500 W的情況下，獲取相同的制冷量自由活塞斯特林制冷機的質(zhì)量比蒸氣壓縮制冷機更輕，即自由活塞斯特林制冷機擁有更高的比制冷量。

圖9 食品儲存溫區(qū)制冷機質(zhì)量和制冷量的關(guān)系[8]Fig.9 Food storage temperature chiler weight and refrigerating capacity

另外，為充分利用冷量，自由活塞斯特林制冷機應(yīng)用于普冷領(lǐng)域時還應(yīng)該考慮冷量傳遞問題。上海理工大學(xué)陳曦等[30]分析了斯特林制冷機用于普冷領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，其中包括了冷量傳遞技術(shù)。主要討論了三種冷量傳遞技術(shù)：直接式、熱虹吸式和泵循環(huán)式。Stirling Ultracold公司生產(chǎn)制造的低溫冰箱采用的就是熱虹吸式傳熱技術(shù)。

4 結(jié)論與展望

斯特林循環(huán)發(fā)現(xiàn)以來，至今已有200年歷史，基于斯特林制冷循環(huán)的自由活塞斯特林制冷機在最近10年來取得了巨大的進步，主要進步體現(xiàn)在制冷效率提高（達到20%以上的相對卡諾效率），工作壽命的延長（有效工作壽命達20萬小時）。自由活塞斯特林制冷機最早在美國開發(fā)成功，其技術(shù)擴散主要途徑是從美國到日本，再到中國。最近幾年，通過多家商業(yè)公司的市場開拓，實現(xiàn)了規(guī)?；a(chǎn)。目前的斯特林制冷技術(shù)已不僅是在科研院所或航空、航天機構(gòu)內(nèi)部開發(fā)使用，而是大規(guī)模向商業(yè)和民用轉(zhuǎn)移，這是一種典型的航天軍事科技向民用領(lǐng)域發(fā)展的案例。相信在不遠的將來，不論是紅外探測器的冷卻，超導(dǎo)器件的冷卻，液化天然氣BOG的再液化，生物醫(yī)療領(lǐng)域的低溫冰箱，還是冷鏈的食品儲存，大冷量自由活塞斯特林制冷機會成為未來的研究熱點，具有較大的發(fā)展空間。

就我國來說，斯特林制冷技術(shù)長期在高校和中科院等科研院所內(nèi)部進行研究和開發(fā)，服務(wù)于國家航天軍工產(chǎn)業(yè)，在民用和商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的開發(fā)遠落后美國和日本。在我國的巨大市場和需求牽引下，采用引進-吸收-再開發(fā)的技術(shù)線路，通過科研院所的科技人員積極與商業(yè)企業(yè)合作，在自由活塞斯特林制冷機領(lǐng)域具有追趕和超越的能力和機會。目前面臨的主要問題有：

（1）找到主要的應(yīng)用領(lǐng)域。-80℃以下的低溫冰箱是一個主要突破點，國內(nèi)每年需求超過3萬套，低溫冰箱技術(shù)含量高，傳統(tǒng)的壓縮節(jié)流技術(shù)路線不如自由活塞斯特林制冷機可靠、節(jié)能環(huán)保；第二個領(lǐng)域是超導(dǎo)技術(shù)，超導(dǎo)領(lǐng)域的市場很大一部分被GM制冷機占領(lǐng)，但G-M制冷機制冷效率相對較低，且可靠性不如自由活塞斯特林制冷機；第三個領(lǐng)域是冷鏈領(lǐng)域，主要是小冷量的冷凍冷藏領(lǐng)域，市場大，但對成本敏感。

（2）開發(fā)面向市場的低成本自由活塞斯特林制冷機。首先需要確定斯特林機器的功率和制冷溫度?，F(xiàn)在主流的小型自由活塞斯特林制冷機的輸入功率有40 W、80 W、150 W等，根據(jù)需要可以開發(fā)300 W的斯特林機器。更大功率的斯特林機器，考慮振動問題，最好采用對置壓縮結(jié)構(gòu)，可以開發(fā)500 W、1 kW、3 kW、5 kW、10 kW的機型。

（3）關(guān)鍵技術(shù)問題。第一，回熱器對制冷性能影響較大，不同應(yīng)用溫區(qū)對回熱器的技術(shù)要求不同，需要開發(fā)適應(yīng)工作溫區(qū)的高效率回熱器；第二，氣體軸承和板彈簧對自由活塞斯特林制冷機的壽命影響最大，需要設(shè)計可靠的靜壓氣體軸承，研制大剛度長壽命的板彈簧；第三，自由活塞斯特林制冷機在單一溫區(qū)的效率比較高，但如何在較大溫區(qū)范圍內(nèi)仍能保持較高的效率，也是目前發(fā)展的一項重要技術(shù)問題。一旦有效解決了這些問題，自由活塞斯特林制冷機的發(fā)展將會在商用和民用制冷領(lǐng)域取得更加明顯的優(yōu)勢。

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OVERVIEW OF RESEARCH AND APPLICATION OF FREE-PISTON STIRLING COOLER

ZENG Yang-ping，CHEN Xi
（School of Energy and Power Engineering，University of Shanghai for Science&Technology，Shanghai200093，China）

An overview about the development history and research progress of free-piston Stirling cooler（FPSC）is presented.FPSCs are compared with split-Stirling coolers.It is obvious that relative Carnot efficiency of FPSC is higher than that of split-Stirling cooler.With the advantages of high efficiency，compactness and large cooling temperature range，F(xiàn)PSC is applied in many fields such as space technology，superconductor，ultra-low temperature freezer and domestic refrigeration.FPSCs are also expected applied to many other fields.At last，according to the development status of FPSC，some advices are provided，which would be useful to the developments and applications of FPSCs.

FPSC；space technology；superconductor；ultra-low temperature freezer；domestic refrigeration

T651

A

1006-7086（2017）02-0068-08

10.3969/j.issn.1006-7086.2017.02.002

2016-08-06

曾烊平（1993-），男，江西吉安人，碩士研究生，研究方向：低溫制冷機。E-mail：zengyang.ping@163.com。