250W制冷机的流程图如下图所示，整个系统是一个由两级透平膨胀机组成的修正的克劳德液化循环。

 

 

在成功研制两型L40氦液化器后，在其技术基础上，项目组开始了250W@4.5K氦制冷机各子系统的研制工作。其中系统所用两级氦透平膨胀机采用三元流设计，高精度数控加工，并在设计和加工时就考虑到损失控制，在16年6月完成室温测试，于8月安装到冷箱；主压缩机为理化所与无锡压缩机公司联合研制的45g/s@1/13bara螺杆压缩机，于2016年6月运抵集成现场；在2016年6月完成了冷箱的集成施工、验收，并运抵系统集成现场；整套制冷机控制系统的硬件集成与软件开发全部由项目组自主完成，于2016年8月完成控制系统软硬件研制。2016年9月底，整个制冷机集成完毕，系统封闭，具备系统调试条件，并于2016年11月进行了系统初步调试。调试结果显示制冷量达到272W@4.4K，透平效率大于 60%。

在上述调试过程中，发现整机性能和原设计目标有一定程度的负偏离。经过项目组大量的理论和仿真研究后，分析总结出可能在换热器设计和温度测量等方面存在不足，为此采取了以下改进措施：1）增强末两级换热器换热能力；2）提升测温精度；3）抑制可能存在的热声震荡。在改造完成重新集成完毕后，制冷机于2017年8月进行了再次调试。调试结果显示制冷机最大制冷量能力达317W@4.4K，两级透平效率均大于66%，大幅超出了250W@4.5K的设计目标。
 

  
250W@4.5K氦制冷机压缩机实物图和冷箱三维图

 
250W@4.5K氦制冷机透平实物图和控制系统实物图