-150℃超低温冰箱的制冷工作原理

2025 年 12 月 4 日新闻中心行业新闻 70

　　工业-150℃超低温冰箱作为工业生产与科研领域的关键低温设备之一，可实现低的温度环境，广泛应用于生物样本保存、材料低温测试、特种试剂储存等场景。

一、核心部件在制冷原理中的作用

　　工业-150℃超低温冰箱的制冷原理依赖关键部件的协同工作，各部件在不同温度段承担特定功能，共同保障制冷循环的稳定运行与低温环境的稳定维持，核心部件包括压缩机、冷凝蒸发器、膨胀阀、蒸发器与冷凝器。

　　压缩机为制冷循环提供动力，推动制冷剂流动与状态变化。工业级超低温冰箱的首级和次级系统各配专用压缩机。部分设备采用变频压缩机，可通过调整运行频率来调节制冷量，在接近目标温度时降低功率，避免温度过冲。冷凝蒸发器是连接首级与次级系统的关键换热部件，兼具蒸发器与冷凝器功能。通常采用板式或壳管式结构以改变换热面积，并使用耐低温金属材质，防止深低温下结构变形。膨胀阀通过节流降压，将液态制冷剂转变为低温低压的气液混合物，为蒸发吸热创造条件。工业级超低温冰箱的首级系统多采用热力膨胀阀，根据蒸发器出口的过热度自动调节开度;次级系统则常用电子膨胀阀，由控制器准确控制开度，以适应深低温下制冷剂流量的细微变化，增强温度稳定性。电子膨胀阀的应用提升了深低温环境的控温精度。

　　蒸发器与冷凝器分别负责吸热和放热。蒸发器位于内胆内部，常采用翅片式结构以改变换热面积，通过制冷剂蒸发吸收热量，从而降低内胆温度;部分蒸发器还进行防结霜处理，以维持换热效率。冷凝器置于冰箱外部，分为风冷式与水冷式，适用于不同散热需求的场景。两者的换热效率直接影响系统性能，冷凝器散热不佳将阻碍制冷剂充分冷凝;蒸发器严重结霜则会导致吸热的能力下降，影响内胆降温。

二、低温环境的维持与温度控制机制

　　工业-150℃超低温冰箱不仅需实现深低温，还需维持温度稳定，这一过程依赖温度监测、动态调节、保温防护、的协同机制，确保内胆温度长期处于设定区间，避免波动影响储存或测试质量。

　　温度监测是温度控制的基础。超低温冰箱在内部多个关键点安装温度传感器，如内胆内部、次级系统蒸发器出口和冷凝蒸发器。传感器将温度传输至控制器，常用的铂电阻传感器具有较高的低温测量精度与稳定性。控制器根据温度数据动态调节制冷量。当温度过高时，提升压缩机功率、开大膨胀阀以增加制冷;温度接近设定值时，则降低功率、减小开度，防止过冲;当出现微小波动，则微调压缩机频率或风扇转速以保持稳定。

　　保温防护是维持低温的关键辅助措施，通过减少内外热交换来降低系统负荷。超低温冰箱的内胆采用耐低温不锈钢材质;箱体填充高密度聚氨酯发泡层，部分型号还增设真空层或反射膜，以减少热传导、对流;门体采用耐低温密封胶条，确保紧密闭合。这些设计能减少系统启停，延长设备周期。

　　工业-150℃超低温冰箱的制冷工作原理以复叠式制冷循环为核心，通过系统的协同，突破单一制冷循环的温度范围。在实际使用中，需结合设备的制冷原理，关注制冷剂状态、部件运行温度等关键指标，定期维护冷凝器、蒸发器等核心部件，确保制冷系统始终处于稳定运行状态。