低温制冷机的性能评价

应用领域不断对低温制冷机提出更高的要求，同时低温制冷机的改进也促进了相关领域的最新发展。应用领域对低温制冷机的要求主要包括：效率、可靠性、尺寸和重量、振动、电磁干扰（EMI）、成本等，其中制冷机效率往往是最基本的要求之一111.低温制冷机的性能一般用制冷系数COP来表征，它是制冷量与输入功的比值。根据热力学第二定律，卡诺循环可以在两个给定的温度之间获得最高效率。因此，人们常常用实际循环与卡诺循环COP的比值（相对卡诺效率）来比较制冷机的性能。

越来越多的应用场合需要低温制冷机能同时在两个或两个以上温位提供冷量，如日本住友公司生产的SRDK-408DW型4KG-M制冷机可以分别获得1W42K和31W40K的冷量输出，又如美国Ciyomech公司生产的PT405型4K脉管制冷机，可以分别提供0.5W 5K的制冷量。显然，单纯依据COP的概念，我们已经很难比较在多个温区同时提供冷量的多级低温制冷机性能。因此，我们迫切需要一种更加合理的评价标准来比较上述制冷机的性能，同时也为其设计、优化过程提供依据。

为此，本文提出采用调效率（ExergyEfficiency）来综合评价多级低温制冷机性能的建议，同时也为其性能优化过程提供切合实际的理论指导。此外，本文还以拥效率为标准，综合评价了42K和80K温区各种低温制冷机的性能，指出了低温制冷机的主要发展方向。

2多级低温制冷机火用效率2.1咀效率的概念①受国家自然科学基金（N0.5⑴06011）及教育部留学回国人员启动基金资助。邱利民，男，32岁，副教授，博士，目前主要从事低温制冷机及热声制冷研究。

热量的可用能（也称为“厢”）是指热量中能够转变为功的部分。制冷量也同样可以转化为功（当然，这种做法并不经济）最典型的例子莫过于人们已经成功地开发出用液氮“驱动”