اینفینیون سرمایش برودتی را با یخچال استرلینگ پرقدرت پیش می‌برد.

با افزایش تقاضا برای تبرید در دمای پایین، به ویژه در کاربردهایی که محدودیت‌های بازار و الزامات کاربر با سیستم‌های خنک‌کننده سنتی تفاوت قابل توجهی دارند، توسعه راه‌حل‌های تبرید با راندمان بالا و کارآمد اهمیت فزاینده‌ای پیدا می‌کند. شرکت فناوری اینفینیا (ITC) در حال توسعه یک کرایوکولر چرخه استرلینگ تک مرحله‌ای با توان بالا است که برای پاسخگویی به این نیازهای بازار در حال ظهور طراحی شده است.

این کرایوکولر از یک مفهوم طراحی بسیار مدولار از ابتدا استفاده می‌کند و امکان انطباق با کاربردهای مختلف را بدون تغییرات عمده در سیستم درایو خطی با توان بالا فراهم می‌کند. این واحد می‌تواند بسته به شرایط عملیاتی، تا 8 کیلووات توان ورودی الکتریکی را استفاده کند، با ابعاد 1000 میلی‌متر طول، 530 میلی‌متر ارتفاع (بدون عایق)، 300 میلی‌متر عمق و جرم کل 160 کیلوگرم (به استثنای منبع تغذیه/کنترلر).

این سیستم دارای دو ژنراتور موج فشار درایو خطی متقابل است که به طور موثر تمام لرزش‌های موتور درایو را خنثی می‌کنند. لرزش باقیمانده خالص ناشی از حرکت پیستون حداقل باقی می‌ماند. ITC کرایوکولر را با ظرفیت خنک‌کنندگی خالص 650 وات در 77K با ورودی الکتریکی 5800 وات ارزیابی می‌کند، اگرچه در یک محدوده دمایی وسیع کار می‌کند. مدل فعلی ارائه شده به نیروی دریایی ایالات متحده 300 وات خنک‌کنندگی در 50K ارائه می‌دهد.

مونتاژ مدولار انتهای سرد—شامل مونتاژ پیستون، دفع‌کننده گرما، بازسازنده و مبدل حرارتی سر سرد—برای الزامات عملیاتی خاص بهینه شده است. سیستم ITC از سایر کرایوکولرهای با ظرفیت بالا از نظر اندازه فیزیکی، عملکرد و ویژگی‌های عملیاتی متفاوت است. این شرکت از مدل شبیه‌سازی چرخه استرلینگ SAGE از Gedeon Associates استفاده می‌کند که همبستگی عالی با نتایج آزمایش سخت‌افزاری واقعی نشان می‌دهد.

ماژول ژنراتور موج فشار ITC شامل یاتاقان‌های انعطاف‌پذیر اثبات‌شده برای ارائه آب‌بندی شکاف گاز در حالی که سایش را به عنوان یک مکانیسم تخریب حذف می‌کند. مونتاژ فشرده حاصل، راندمان تبدیل توان >87٪ (توان PV پیستون چرخه استرلینگ/توان الکتریکی موتور درایو) را نسبت به ظرفیت ورودی الکتریکی 8 کیلووات خود به دست می‌آورد.

برای محدوده دمایی 60-110K که مورد توجه ویژه است، پیکربندی چرخه استرلینگ 20-50٪ مزیت عملکردی را نسبت به جایگزین‌های لوله پالس نشان می‌دهد. این مزایا در دماهای عملیاتی بالاتر (175K و بالاتر) به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. نگرانی‌های مربوط به قابلیت اطمینان در مورد قطعات متحرک اضافی در سیستم‌های استرلینگ با تجربه گسترده ITC با طرح‌های یاتاقان انعطاف‌پذیر که عملکرد مداوم بیش از 100000 ساعت را نشان داده‌اند، کاهش می‌یابد.

سیستم دفع حرارت زباله کرایوکولر یک ملاحظه طراحی حیاتی است، به ویژه هنگام انتقال از شرایط آزمایشگاهی به شرایط میدانی. تأثیرات عملکرد ناشی از دمای خنک‌کننده بالا، بهینه‌سازی دقیق سیستم مدیریت حرارتی کامل، از جمله مبدل حرارتی دفع‌کننده چرخه استرلینگ، مبدل حرارتی سمت هوا، پمپ گردش خنک‌کننده و فن‌های خنک‌کننده را ضروری می‌کند.

معماری مدولار سیستم، چندین گزینه پیکربندی را که در حال حاضر در حال توسعه هستند، فعال می‌کند:

• ترتیبات دو مرحله‌ای برای کاربردهای ابررسانایی 20-30K
• پیکربندی‌های سر سرد دوگانه برای تعادل بهتر با مجموعه‌های پیستون بزرگ
• ماژول‌های چهار درایو (چهار ژنراتور موج فشار) برای افزایش ظرفیت خنک‌کنندگی

توسعه موتور خطی در حال انجام با هدف دو برابر کردن ظرفیت درایو فعلی از 4 کیلووات به 8 کیلووات در هر ماژول در حالی که هزینه در هر کیلووات را حفظ یا کاهش می‌دهد، سیستم‌های آینده را با توان ورودی بیش از 30 کیلووات فعال می‌کند.