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超低溫冰箱的結(jié)構(gòu),、原理及應(yīng)用分析
超低溫冰箱又稱超低溫保存箱、超低溫冰柜,、超低溫保存箱等,。 比較常見的-60度低溫冰箱可適用金槍魚的保存、電子器件,、特殊材料的低溫試驗及保存血漿,、生物材料、疫苗,、試劑等,。還有-40度、-60度,、-86度,、-120度、-136度以及-160度、-192度的極度冷凍冰箱,。
超低溫冰箱一般有臥式和立式兩種箱體,。內(nèi)箱體一般分為多個承物層,，每層均設(shè)計有可獨立開關(guān)的內(nèi)門,。外箱體一般由五塊冷軋鋼板相互直接拼接而成。箱體內(nèi)外各有60mm和80mm的聚亞氨脂泡沫材料構(gòu)成,。自動調(diào)溫器為鉑電阻敏感器,，用于對溫度的控制。制冷劑現(xiàn)在一般采用環(huán)保型制冷劑,，以達到環(huán)保要求,。
超低溫冰箱的制冷系統(tǒng)基本采用復疊式制冷的工作原理，選用兩臺全封閉壓縮機作為高,、低溫級壓縮機使用,。低溫級蒸發(fā)器的紫銅管以盤管形式直接盤附于內(nèi)箱體外側(cè)，并用導熱膠泥填堵于盤管與箱壁之間的縫隙中,，以增加熱交換效果,。冷凝蒸發(fā)器為殼管式結(jié)構(gòu)，內(nèi)部為四管螺紋型紫銅管,，采用逆流式熱交換方式,。
低溫級系統(tǒng)中還加配有氣熱交換器，可使從蒸發(fā)器出來的低壓氣體同進入冷凝蒸發(fā)器前的高壓氣體進行熱交換,，這樣不但減少了冷凝蒸發(fā)器的熱負荷,，而且充分利用了熱量。過濾器多采用除蠟型過濾器,，其目的是有效去除冷凍油中的石蠟,，以降低系統(tǒng)“油堵”的可能性。
此外超低溫冰箱根據(jù)不同的使用用途還可以選配一些附件,，例如,，溫度記錄儀,，便于*記錄運行參數(shù);二氧化碳備用系統(tǒng),，用于特殊情況下，保證保存環(huán)境的氣體保持正常狀態(tài);電壓增壓器,，可保證壓縮機在低壓狀態(tài)下正常工作,。
接通電源時，當面板顯示溫度比設(shè)定的溫度高時,，*級壓縮機首先啟動,，*級制冷系統(tǒng)開始工作，使得第二級制冷系統(tǒng)的冷凝器溫度下降，即第二級的制冷劑溫度下降,，經(jīng)幾分鐘的延時后,，第二級制冷系統(tǒng)也開始工作，它的蒸發(fā)器在冰箱內(nèi)壁,，這可使冰箱內(nèi)部溫度下降很多,，它的冷凝器放出的熱量全部由*級制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器吸收，*級冷凝器放出的熱量則散人空氣中,。
當冰箱內(nèi)部溫度達到設(shè)定溫度后,，感溫探頭電阻把信息傳出，控制繼電器失電斷開,，兩級制冷系統(tǒng)全部停止工作,。當冰箱內(nèi)溫度再次升高，超出設(shè)定的溫度時,，冰箱再次重復上述運作過程,，從而使冰箱內(nèi)溫度始終保持在設(shè)定的溫度左右。
生物化學與分子生物學實驗室中可以根據(jù)冷凍條件購置不同的控制溫度的冰箱,，如-20℃,、-40℃、-70℃,、-85℃,、-152℃等。其中后兩者為超低溫冰箱(ultra-low temperature freezer),，是20世紀后期發(fā)展起來的用于生物樣品或藥品的低溫保存和儲藏的設(shè)備,，在生物研究、臨床,、醫(yī)藥和工業(yè)等領(lǐng)域都具有廣泛的用途,。
超低溫冰箱可用于保存藥物、疫苗,、酶,、激素、干細胞,、血小板,、精液、移植的皮膚以及從人體抽取的標本,、植物種子的種質(zhì)庫,、基因克隆庫和一些重要的生物和化學試劑等。
在分子克隆實驗中,，—70℃超低溫冰箱被廣泛用于儲存感受態(tài)大腸桿菌,、感受態(tài)細胞和入噬菌體原種,。
國外超低溫保存技術(shù)發(fā)展較早，產(chǎn)品也較成熟,，其中尤以日本SANYO,、美國FORMA、NUAIRE,、REVCO等的—85℃超低溫冰箱為代表,。這些超低溫冰箱一般都具有比較齊全的設(shè)備運行保證功能。例如,，高溫警報功能,，停電,、過濾網(wǎng)堵塞檢測功能,，自動輸入補助功能，樣品安全性警報系統(tǒng),，微處理和模擬控制系統(tǒng),，二氧化碳備用系統(tǒng)和記錄儀系統(tǒng)等。
一般考察超低溫冰箱的性能時,，應(yīng)從zui低制冷溫度,、體積大小、外形特點(臥式或立式),、壓縮機噪音大小,、震動幅度、箱體內(nèi)的溫度均一性,、故障率(尤其是壓縮機)和選配件種類等結(jié)合自己的使用要求和實驗室的空間排布等情況進行全面考慮,。
未來主要關(guān)注超低溫冰箱的可靠性和能夠滿足不同樣品的儲存條件，包括溫度和氣體組成,。此外,，有些公司為了滿足生物材料對溫度均一性的較高要求，在冰箱貨架中采用了用于冷卻的金屬圈,，或者將貨架設(shè)計為孔形,，解決散熱問題，提高冷凍速度和增加溫度的一致性,。
未來超低溫冰箱的設(shè)計還必須考慮節(jié)能和對環(huán)境保護的要求,，要配有環(huán)境檢測系統(tǒng)。同時,，納米材料也將成為未來超低溫冰箱制備中很有前途的材料,。
低溫冰箱主要用途:用于科研研究、醫(yī)遼用品的保存（血漿）,、生物制品（儲存器官,，疫苗,，土樣）、遠洋制品,、電子元件,、化工材料等特殊材料的低溫實驗及儲存等，在醫(yī)院,、大學,、研究單位和工業(yè)存儲上用得較多。