Áreas avançadas atuais, como supercondutividade em baixa temperatura e exploração espacial, impõem demandas urgentes por miniaturização, alta confiabilidade e longa vida útil das tecnologias de refrigeração na faixa de temperatura do hélio líquido. O refrigerador pulsado Stirling multinível é uma solução altamente promissora para atender a essas necessidades. Este artigo projeta e desenvolve um sistema de refrigeração pulsado Stirling de três níveis com estrutura termicamente acoplada. O sistema utiliza um refrigerador Stirling de alta frequência de dois níveis (70 Hz) produzido pela Zhongke Lihan para o pré-resfriamento do terceiro nível, fornecendo capacidade de refrigeração de 5 W a 70 K e 2 W a 32 K. Para o dedo frio do terceiro nível, primeiro foi estabelecido um modelo simplificado do refrigerador usando o Sage para determinar os principais parâmetros operacionais, incluindo frequência de operação, pressão média e temperatura de pré-resfriamento; em seguida, foram realizadas simulações e otimizações do terceiro nível e, finalmente, concluídos o projeto e a construção da plataforma experimental. Os resultados experimentais mostram que, sob pressão média de 1,4 MPa, frequência de 21 Hz e potência elétrica total de entrada de aproximadamente 370 W, a temperatura mínima da extremidade fria pode atingir 5,16 K, com capacidade típica de refrigeração de 50 mW a 6 K e 102 mW a 7 K.

três níveis; faixa de temperatura do hélio líquido; regenerador; refrigerador pulsado