脈沖管制冷機(PTR)又稱脈管制冷機,屬于行波熱聲系統,工作原理是利用機械裝置在密封氣路中產生高頻壓力波,振蕩壓力波促使氣體交替膨脹和收縮,從而產生溫度波動。
脈沖管制冷機主要由冷頭、壓縮機、脈沖管、電源線等組成。脈沖管制冷機冷端無運動部件,具有結構緊湊、低振動、高可靠性、電隔離性能卓越等特點。脈沖管制冷機冷卻溫度達毫開爾文級別,是航天航空、先進制造、光譜成像、高溫超導、材料科學、紅外探測、量子計算等領域不可缺少的低溫冷源。
根據新思界產業研究中心發布的《
2025-2029年中國脈沖管制冷機(PTR)行業市場供需現狀及發展趨勢預測報告》顯示,脈沖管制冷機應用價值高,隨著先進制造、航天航空等產業發展,其市場規模不斷擴大。2024年,全球脈沖管制冷機市場規模約22.4億元,其中北美是全球最大市場,預計2025-2029年,全球脈沖管制冷機市場將以4.6%左右的年均復合增長率增長。
脈沖管制冷機出現于上世紀80年代,隨著市場發展,脈沖管制冷機已發展出基本型、同軸型、直線型、雙向進氣型、慣性管氣庫型、斯特林型等多種形式。隨著結構形式優化,脈沖管制冷機制冷效率不斷提升。
在國際市場上,脈沖管制冷機相關企業包括法國Thales Cryogenics公司、美國Cryomech、日本住友、美國查特等。我國脈沖管制冷機研制起步較晚,且脈沖管制冷機關鍵技術長期被國外企業限制、禁運,早期脈沖管制冷機應用受到極大限制。
我國脈沖管制冷機相關研制單位及企業包括中國電科16所、深圳國際量子研究院、中國科學院理化技術研究所(中科院理化所)、浙江氫合科技有限公司、上海鉑鉞制冷科技有限公司等。
中科院理化所率先開始脈沖管制冷技術基礎研究,2008年研制出我國首臺空間長壽命脈沖管制冷機,目前其研制的數十臺脈沖管制冷機已實現上天服役。中科院上海技物所制定了《星載直線型脈管制冷機規范》,填補了國內市場空白,綜合技術指標達到了國際先進水平。
新思界
行業分析人士表示,近二十年來,我國脈沖管制冷機市場變化大,逐漸實現了從無到有、從小到大、從跟蹤到領先、從進口到出口的發展。作為低溫冷源,脈沖管制冷機在航天航空、先進制造、量子計算等領域具有極高應用價值,隨著下游市場發展,脈沖管制冷機市場空間不斷擴大。