低温制冷新纪元我国研发零下271超级冷冻技术400元小冰柜时代来临

在零下271℃的极端低温环境中,百瓦级功率的制冷技术已经实现,这一成就是通过国家重大科研装备研制项目“液氦到超流氦温区大型低温制冷系统研制”取得的。该项目由财政部支持,中国科学院理化技术研究所承担,并已通过验收及成果鉴定。

专家们认为,该项目整体技术达到了国际先进水平,其中高稳定性离心式冷压缩机技术和兆瓦级氦气喷油式螺杆压缩机技术甚至达到国际领先水平。这项科技不仅为航空航天、氢能源储运、氦资源开发等领域提供了核心基础,也填补了我国大型低温制冷装备依赖进口的空白。

项目总指挥、中科院理化所研究员刘新建表示,项目取得了一系列关键创新,包括大型低温制冷系统整机设计体系构建及控制技术、系列化气体轴承氦透平膨胀机技术、大型超流氦负压换热器技术、大型高效氦气喷油螺杆压缩机技术、高稳定性离心式冷压缩机技術、大型复杂低温制冷系统集成与调试技術等。

首席科学家、中科院理化所研究员李青进一步解释说,在零下269摄氏度以下,每降1摄氏度或增加一个数量级功率,都将面临指数级增长的难度。因此,大规模应用于万瓦级和千瓦级的大型低温设备,是未来科学挑战的一个重要方向。

目前,这种超流温度百瓦级的大型制冷设备已经被用于宁夏盐池液化天然气闪蒸提取氧项目、加速器以及核聚变大科学装置等领域,为相关行业提供了强有力的支撑。此外,该项科技还促进了我国高端机械件制造业发展,如生产更为精细且能在极端环境中运行良好的高性能阀门和换热器。