Анализ конструкции, принципа действия и применения холодильника сверхнизких температур
Холодильники со сверхнизкими температурами также называют ящиками для хранения со сверхнизкими температурами, морозильными камерами со сверхнизкими температурами и ящиками для хранения со сверхнизкими температурами. Более распространенный низкотемпературный холодильник -60 градусов можно использовать для консервирования тунца, низкотемпературных испытаний электронных устройств, специальных материалов, а также для сохранения плазмы, биологических материалов, вакцин, реагентов и т. Д. морозильные камеры -40 градусов, -60 градусов, -86 градусов, -120 градусов, -136 градусов и -160 градусов и -192 градусов.
У сверхнизкотемпературных холодильников обычно есть горизонтальные и вертикальные шкафы. Внутренняя коробка обычно делится на несколько несущих слоев, и каждый слой имеет внутреннюю дверцу, которую можно открывать и закрывать независимо. Внешний бокс обычно образуется путем прямого соединения пяти холоднокатаных стальных листов. Внутри и снаружи коробки есть пенополиуретан толщиной 60 мм и 80 мм. Термостат представляет собой платиновый датчик сопротивления для точного контроля температуры. В хладагентах обычно используются экологически чистые хладагенты, отвечающие требованиям защиты окружающей среды.
Система охлаждения сверхнизкотемпературного холодильника в основном использует принцип работы каскадного охлаждения, а два полностью закрытых компрессора используются в качестве высокотемпературных и низкотемпературных компрессоров. Медная трубка низкотемпературного испарителя прикреплена непосредственно к внешней стороне внутренней коробки в виде змеевика, а зазор между змеевиком и стенкой коробки заполнен теплопроводным клеем для увеличения эффекта теплообмена. . Конденсационный испаритель представляет собой кожухотрубную конструкцию с четырьмя медными трубками с резьбой внутри и использует метод противоточного теплообмена.
Низкотемпературная система также оснащена газовым теплообменником, который позволяет газу низкого давления из испарителя обмениваться теплом с газом высокого давления перед входом в испаритель конденсации, что не только снижает тепловую нагрузку испарителя конденсации. , но также в полной мере использует тепло. В фильтре в основном используется фильтр для удаления парафина, цель которого состоит в том, чтобы эффективно удалять парафин из охлажденного масла, чтобы снизить вероятность закупорки масла" в системе.
Кроме того, холодильник со сверхнизкой температурой также может быть оснащен некоторыми аксессуарами для различных целей, такими как регистратор температуры, который удобен для постоянной записи рабочих параметров; система резервного копирования углекислого газа, используемая в особых случаях для обеспечения того, чтобы газ в среде хранения оставался в нормальном состоянии; , Что может гарантировать нормальную работу компрессора при низком давлении.
При включении питания, когда панель показывает, что температура выше заданной температуры, компрессор первой ступени запускается первым, а холодильная система первой ступени начинает работать, вызывая температуру конденсатора второй ступени охлаждения. Система охлаждения, то есть система охлаждения второй ступени. Температура хладагента падает. После задержки в несколько минут система охлаждения второй ступени также начинает работать. Его испаритель находится на внутренней стенке холодильника, что может сильно снизить внутреннюю температуру холодильника. Испаритель холодильной системы первой ступени поглощает, а тепло, выделяемое конденсатором первой ступени, рассеивается в воздухе.
Когда внутренняя температура холодильника достигает заданной температуры, сопротивление датчика температуры передает информацию, управляющее реле обесточивается и отключается, и двухступенчатая система охлаждения перестает работать. Когда температура в холодильнике снова повышается и превышает установленную температуру, холодильник повторяет описанный выше процесс снова, так что температура в холодильнике всегда поддерживается на уровне установленной температуры.
В лаборатории биохимии и молекулярной биологии можно приобрести различные холодильники с регулируемой температурой в зависимости от условий замораживания, такие как -20 ° C, -40 ° C, -70 ° C, -85 ° C, -152 ° C и т. Д. Среди них два последних - морозильные камеры со сверхнизкими температурами, которые были разработаны в конце 20 века для криоконсервации и хранения биологических образцов или лекарств. Они широко используются в биологических исследованиях, клинике, медицине и промышленности.
Сверхнизкотемпературные холодильники можно использовать для хранения лекарств, вакцин, ферментов, гормонов, стволовых клеток, тромбоцитов, спермы, трансплантированной кожи и образцов, взятых из человеческого тела, банков зародышевой плазмы семян растений, банков клонирования генов и некоторых важных биологических и химических веществ. реагенты.
В экспериментах по молекулярному клонированию широко используются холодильники со сверхнизкой температурой -70 ℃ для хранения компетентных E. coli, компетентных клеток и запасов бактериофагов.
Холодильники со сверхнизкими температурами обычно имеют относительно полную функцию гарантии работы оборудования. Например, функция сигнализации высокой температуры, сбой питания, функция обнаружения засорения фильтра, функция автоматической помощи при вводе, система сигнализации безопасности проб, микропроцессорная и аналоговая система управления, резервная система двуокиси углерода и система записи и т. Д.
Как правило, при проверке производительности холодильников со сверхнизкими температурами минимальная температура охлаждения, размер, характеристики формы (горизонтальные или вертикальные), шум компрессора, амплитуда вибрации, однородность температуры в шкафу, частота отказов (особенно компрессора) и типы дополнительные аксессуары полностью учитываются в сочетании с их собственными требованиями к использованию и пространством лаборатории.
В будущем основное внимание будет уделяться надежности холодильников со сверхнизкими температурами и условиям хранения, которые могут соответствовать различным образцам, включая температуру и состав газа. Кроме того, чтобы удовлетворить более высокие требования биологических материалов к однородности температуры, некоторые компании используют металлические кольца для охлаждения на полках холодильников или конструируют полки в виде отверстий, чтобы решить проблему отвода тепла, увеличить скорость замораживания и повысить температуру. . секс.
В будущем при проектировании холодильников со сверхнизкими температурами необходимо также учитывать требования к энергосбережению и защите окружающей среды, и они должны быть оснащены системой обнаружения окружающей среды. В то же время наноматериалы также станут многообещающими материалами для изготовления холодильников со сверхнизкими температурами в будущем.
Основное назначение низкотемпературного холодильника: для научных исследований, сохранения медицинских материалов (плазма), биологических продуктов (органы хранения, вакцины, образцы почвы), океанических продуктов, электронных компонентов, химических материалов и других специальных материалов для низкотемпературных эксперименты и хранение и т. д. Он больше используется в больницах, университетах, исследовательских центрах и промышленных хранилищах.
