自J-T低溫制冷機產(chǎn)生以來,一個一直困擾著它的問題便是J-T閥的阻塞,如今隨著自控閥的采用,此問題有所減輕;J-T低溫制冷機的另一個缺點便是采用單純工質(zhì)時J-T循環(huán)的效率很低,系統(tǒng)運行所需壓力太高(20.0~30.0MPa) ,因而人們引入多元混合工質(zhì),以氮氣、甲烷、乙烷、丙烷等混合氣體代替純工質(zhì),使J-T制冷機的性能大大改善,并在一定程度上降低了系統(tǒng)運行所需的壓力。即便如此,工質(zhì)在節(jié)流閥中的不可逆膨脹仍然產(chǎn)生了較大的熵,使得循環(huán)效率依然很低,于是便有了逆布雷頓循環(huán)制冷機。

逆布雷頓循環(huán)制冷機(見圖32-1 b )以膨脹機或渦輪取代節(jié)流閥,以近乎等嫡的膨脹過程取代等焓膨脹,并回收膨脹功以輔助壓縮過程,因而使得循環(huán)效率有較大提高。并且該制冷機的渦輪高速運轉(zhuǎn)時,所誘導(dǎo)的振動處于高頻模式,對紅外探測器的干擾比較小,同時該制冷系統(tǒng)各部件可分開布置。這些優(yōu)點使得逆布雷頓制冷機可以用來冷卻衛(wèi)星上對振動要求敏感的天文望遠(yuǎn)鏡(例如Hubble望遠(yuǎn)鏡)。逆布雷頓制冷機的技術(shù)關(guān)鍵是高效小型渦輪膨脹機和緊湊式換熱器。渦輪膨脹機的主要問題是很難在微型化以后依然保持較高的效率,同時以渦輪或膨脹機取代J-T閥也帶來了結(jié)構(gòu)復(fù)雜化、成本提高和穩(wěn)定性下降等諸多問題,所以當(dāng)脈管制冷技術(shù)在20世紀(jì)80年代初至90年代取得突破進展后,逆布雷頓制冷機便未引起更多的重視。