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，通過按給定相位工作的配氣閥門來周期性地實現西蒙膨脹過程。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年被發明以來，歷經了80多年的發展。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化大批量生產的低溫制冷機。同其他類型低溫制冷機相比，GM制冷機結構簡單、運轉可靠、性能穩定、操作方便，同時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、低溫光電子學器件冷卻等眾多場合。

GM制冷機發展歷程

鵬力超低溫是國內首家在全球擁有GM制冷機自主知識產權并實現產業化的企業，自2010年成功研制液氦溫區1.0W冷量GM制冷機以來，隨后的10年時間里不斷深入研究，突破稀土類蓄冷材料—研制、高效驅動電機、低磨損部件、狹縫換熱技術等關鍵技術難點，建立氣缸精密加工與裝配、真空釬焊、低溫涂層等關鍵工藝。在KDE410SA的基礎上，鵬力超低溫對液氦溫區雙級制冷機進行了產品迭代更新，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品，滿足了客戶不同層次的需求。2014年，技術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問世，為國內高溫超導產業發展提供有力保障。

制冷機冷指是直接產生制冷量的部件，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品型號，長久以來經受住了市場考驗，深受客戶好評。針對不同的應用場合，鵬力超低溫三款風冷壓縮機（KDC4000F、KDC2000F和KDC1000A）均已成功量產。在已有的技術基礎上，鵬力超低溫團隊不懈努力，在國產化、大功率等方向繼續深入探索。不久的將來，會有更多的新產品問世，服務于廣大客戶。

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，由于高溫超導技術的快速發展，拉動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，實現了77K大冷量制冷機的國產化。該產品現已批量應用于超導電力領域。

制冷機冷頭與壓縮機產品的不斷迭代以及新產品的研制成功，實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”特色產品。未來，鵬力超低溫將持續在GM制冷機產品全國產化等方向上發力，爭取為廣大客戶提供優質的產品、高效的服務。