斯特林制冷機(jī)的發(fā)展有著悠久的歷史。1815年Robert Stirling發(fā)明了后來以他名字命名的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)，1861年Alexander Kirk利用逆向的斯特林循環(huán)制冷獲得成功，到1954年由荷蘭的菲利普實(shí)驗(yàn)室研制成功實(shí)用的斯特林制冷機(jī)，并予以推廣。此后，小型斯特林制冷機(jī)作為冷卻軍用紅外夜視設(shè)備(主要用在飛機(jī)和坦克上)的主導(dǎo)產(chǎn)品服務(wù)了近50年。

圖32-5是斯特林制冷機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理圖，它由壓縮機(jī)Va、回?zé)崞鱎、排出器Vcd、熱端換熱器A和冷端換熱器C組成，排出器與壓縮機(jī)活塞相連，它們的運(yùn)動(dòng)維持一定的相位差，以保證工質(zhì)在處于環(huán)境溫度的壓縮腔與處于低溫的膨脹腔間流動(dòng)。其熱力學(xué)工作原理是由兩個(gè)等溫過程與兩個(gè)等容過程組成的，理想狀態(tài)下，斯特林制冷機(jī)的制冷效率(COP)等于卡諾循環(huán)的效率Tc/(Th-Tc )，式中Th和Tc分別是高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩吹臏囟?。?shí)際的斯特林制冷機(jī)由于有各種不可逆因素的存在，包括回?zé)釗p失、壓縮熱損失、流限損失、泵氣損失、穿梭損失、軸向?qū)釗p失、冷端熱漏損失、換熱器不完全換熱損失等，其COP值大約為卡諾循環(huán)效率的1%~25%。