超低溫(wen)系統用(yong)于實(shi)現實(shi)驗室使用(yong)的(de)(de)低溫(wen)浴或(huo)箱(xiang)子，藥物(wu)或(huo)生物(wu)樣(yang)品的(de)(de)儲存(cun)，金屬的(de)(de)低溫(wen)制造或(huo)極端溫(wen)度的(de)(de)環(huan)境測(ce)試。

單(dan)級(ji)制(zhi)冷(leng)(leng)系統(tong)實(shi)際可達到的(de)**低溫度約(yue)為-40**-50?F。單(dan)級(ji)系統(tong)受壓(ya)縮機的(de)壓(ya)縮比和必須冷(leng)(leng)凝制(zhi)冷(leng)(leng)劑的(de)環境溫度的(de)限制(zhi)。只能(neng)通過使(shi)用級(ji)聯制(zhi)冷(leng)(leng)系統(tong)經(jing)濟(ji)地實(shi)現從-50降**-120?或(huo)更低的(de)溫度。

在(zai)(zai)典(dian)型的級聯(lian)系(xi)統(tong)(tong)中(zhong)，在(zai)(zai)“高側”使用標(biao)準制冷(leng)(leng)系(xi)統(tong)(tong)以在(zai)(zai)級聯(lian)冷(leng)(leng)凝器中(zhong)產生(sheng)(sheng)低溫(wen)(wen)。“低壓側”系(xi)統(tong)(tong)能夠在(zai)(zai)-20**-30°的溫(wen)(wen)度下(xia)冷(leng)(leng)凝，并(bing)在(zai)(zai)可用制冷(leng)(leng)劑進入真空之前蒸(zheng)發**低**-120?。較大(da)的系(xi)統(tong)(tong)傾(qing)向于具有某種油(you)分離(li)器和油(you)管理系(xi)統(tong)(tong)以將油(you)保持(chi)在(zai)(zai)壓縮機中(zhong)。當系(xi)統(tong)(tong)關閉時，一(yi)些系(xi)統(tong)(tong)還(huan)使用膨脹罐來保持(chi)制冷(leng)(leng)劑在(zai)(zai)室溫(wen)(wen)下(xia)不(bu)產生(sheng)(sheng)極端壓力(li)。

傳統的**制(zhi)冷劑是CFC-12，HCFC-22和CFC-502。替(ti)代**制(zhi)冷劑是HFC-134a，HFC-404A和HFC-507。

傳統的低(di)端制冷劑(ji)是(shi)CFC-13和(he)CFC-503。替代低(di)端制冷劑(ji)是(shi)HFC-23和(he)HFC-508B。

油循環

標準冷凍機(ji)(ji)油(you)(you)在低(di)溫下會(hui)變得非常厚，并且不(bu)會(hui)在系(xi)統(tong)周(zhou)圍回流到壓(ya)縮機(ji)(ji)。如果壓(ya)縮機(ji)(ji)變得太(tai)冷，則油(you)(you)會(hui)在壓(ya)縮機(ji)(ji)油(you)(you)池內膠(jiao)化，而不(bu)會(hui)提(ti)供潤滑。許多系(xi)統(tong)依(yi)靠制冷劑浸入油(you)(you)中(zhong)并將其移動到系(xi)統(tong)周(zhou)圍。這(zhe)種油(you)(you)循(xun)環方法可以很好地工作到蒸發器溫度約-100?。另外，運行(xing)時間短的系(xi)統(tong)將允(yun)許蒸發器變暖(nuan)時機(ji)(ji)油(you)(you)返回壓(ya)縮機(ji)(ji)。

在(zai)較(jiao)低溫度下運行時間(jian)較(jiao)長或涉(she)及復雜管(guan)路的系統需要在(zai)低級壓縮機后使(shi)用油分離器。

另外，通常(chang)將碳(tan)氫制冷(leng)劑添加到系統中，以便(bian)它們可(ke)以浸入油中并使其在(zai)非(fei)常(chang)低的(de)溫度下(xia)保持流體。所用(yong)烴的(de)量(liang)通常(chang)為5**10重量(liang)％。可(ke)以使用(yong)的(de)所有(you)HC（全部由G家制冷(leng)劑供應）中有(you)-170（乙烷），-1150（乙烯），-600（丁(ding)(ding)烷），-600a（異丁(ding)(ding)烯），-290（丙烷）和戊(wu)烷液體。

濕氣

在(zai)(zai)級(ji)聯系統中去除(chu)水(shui)分比在(zai)(zai)更(geng)高(gao)的溫度范圍更(geng)重要。R-22和R-404A等制冷(leng)劑可(ke)以吸收并攜帶比10 ppm規格更(geng)多(duo)的水(shui)和30**50 ppm的視(shi)液位指示水(shui)平。相(xiang)反，估(gu)計(ji)R-13只能在(zai)(zai)-80°下保(bao)持(chi)約0.1ppm的水(shui)。

過量的(de)水分肯定會與制冷劑分離并堵塞毛細管或導致其(qi)他問(wen)題。在級(ji)聯(lian)系統的(de)低階(jie)段，干燥器的(de)維護是(shi)非常重(zhong)要(yao)的(de)。

擴張量

在(zai)低溫階段，制冷劑必須在(zai)非常(chang)低的溫度下(xia)(xia)維持壓(ya)(ya)縮(suo)機的正常(chang)運行壓(ya)(ya)力(li)。這(zhe)些制冷劑將在(zai)110**160 psig的壓(ya)(ya)力(li)下(xia)(xia)冷凝約-30**-20°。當這(zhe)些制冷劑升溫**室(shi)溫時，飽和(he)壓(ya)(ya)力(li)或某些情況下(xia)(xia)的臨界壓(ya)(ya)力(li)可能(neng)超(chao)過700 psig。

不需要花(hua)費(fei)建(jian)筑系(xi)統(tong)(tong)來承受這些壓力(li)，而是提供(gong)膨脹箱或其他(ta)系(xi)統(tong)(tong)體(ti)(ti)積。電荷擴展到額外的體(ti)(ti)積，允許所有的液體(ti)(ti)完全(quan)沸騰蒸氣(qi)(qi)。簡單的氣(qi)(qi)體(ti)(ti)法則規定(ding)需要多少體(ti)(ti)積來將(jiang)(jiang)充(chong)氣(qi)(qi)保(bao)持在通(tong)常不超過(guo)250psig的氣(qi)(qi)體(ti)(ti)壓力(li)下。因此，系(xi)統(tong)(tong)通(tong)常只(zhi)需將(jiang)(jiang)空系(xi)統(tong)(tong)置(zhi)于靜態壓力(li)下即可充(chong)電。