回熱式氣體制冷機

低温製冷機按照換熱器種類可以分為間壁換熱式（recuperative）製冷機和回熱式(regenerative)製冷機兩種。回熱器中流體進行微團尺度上週期性交變流動， 冷熱流體交替與換熱器中填料進行換熱。在流動的前半週期和後半週期內分別對回熱器中回熱填料吸熱和放熱。無數多個氣體微團的熱量運輸過程的接力最終實現了宏觀尺度上的泵熱效應，並最終維持一個恆定的温度梯度而產生製冷效應。

回熱式氣體制冷機有斯特林製冷機、維勒米爾製冷機、吉福特－麥克馬洪製冷機、蘇爾威製冷機和脈管等。

斯特林製冷機的理想工作過程是由兩個定容過程和兩個定温過程（見熱力過程）組成的可逆循環（見熱力循環）。

維勒米爾製冷機（VM製冷機）是屬於斯特林循環的一種回熱式製冷機，VM循環與斯特林循環的低温部分完全一樣，主要不同在於VM循環中沒有機械壓縮機，而代之以一個由加熱器供熱的熱排出器和熱回熱器組件，即熱壓縮機。

吉福特－麥克馬洪製冷機的基本製冷原理是絕熱放氣降温，連續進行西蒙膨脹製冷的裝置。當將室温高壓氣體絕熱充入一個剛性容器時，容器中的壓力和温度升高。若在充氣的同時對容器中的氣體進行冷卻，使其仍保持原來的温度，然後將該容器中的氣體向低壓空間放氣，氣體的壓力和温度便降低。