超低温冷凍機の構造、原理、応用の分析
超低温冷蔵庫は、超低温収納ボックス、超低温冷凍庫、超低温収納ボックスとも呼ばれます。 より一般的な-60度の低温冷蔵庫は、マグロの保存、電子機器、特殊材料の低温試験、血漿、生物材料、ワクチン、試薬などの保存に使用できます。極端なものもあります。 -40度、-60度、-86度、-120度、-136度、-160度および-192度の冷凍冷蔵庫。
超低温冷蔵庫は一般的に水平と垂直のキャビネットを持っています。 内箱は一般的に複数のベアリング層に分割されており、各層は独立して開閉できる内扉を備えて設計されています。 外箱は通常、5枚の冷間圧延鋼板を直接接合して形成されます。 ボックスの内側と外側に60mmと80mmのポリウレタンフォーム素材があります。 サーモスタットは、正確な温度制御のためのプラチナ抵抗センサーです。 冷媒は通常、環境保護要件を満たすために環境に優しい冷媒を使用します。
超低温冷凍機の冷凍システムは、基本的にカスケード冷凍の動作原理を採用しており、2台の完全密閉型コンプレッサーを高温および低温コンプレッサーとして使用しています。 低温蒸発器の銅管は、コイル状に内箱の外側に直接取り付けられており、コイルと箱の壁の間の隙間は、熱交換効果を高めるために熱伝導性接着剤で満たされています。 。 コンデンシングボイラーは、内部に4本のねじ付き銅管を備えたシェルアンドチューブ構造であり、向流熱交換法を採用しています。
低温システムにはガス熱交換器も装備されており、蒸発器からの低圧ガスが凝縮蒸発器に入る前に高圧ガスと熱交換できるため、凝縮蒸発器の熱負荷が軽減されるだけではありません。 、だけでなく、熱を最大限に活用します。 このフィルターは主にワックス除去フィルターを使用しており、その目的は、冷蔵オイル中のパラフィンを効果的に除去して、& quot;オイルの詰まり& quot;の可能性を減らすことです。 システム内。
さらに、超低温冷蔵庫には、動作パラメータの永続的な記録に便利な温度レコーダーなど、さまざまな用途に応じたいくつかのアクセサリを装備することもできます。 貯蔵環境のガスが通常の状態に保たれることを保証するために特別な状況で使用される二酸化炭素バックアップシステム。 、これにより、コンプレッサーが低圧下で正常に動作することを保証できます。
電源投入時、パネルに設定温度より高い温度が表示されると、第1段圧縮機が先に始動し、第1段冷凍システムが作動し、第2段冷凍の凝縮器温度が発生します。降下するシステム、つまり第2段階の冷凍システム冷媒の温度が低下します。 数分の遅延の後、第2段階の冷凍システムも機能し始めます。 その蒸発器は冷蔵庫の内壁にあり、冷蔵庫の内部温度を大幅に下げる可能性があります。 第一段冷凍システムの蒸発器が吸収し、第一段凝縮器から放出された熱が空気中に放散されます。
冷蔵庫の内部温度が設定温度に達すると、温度検知プローブの抵抗が情報を送信し、制御リレーがオフになって切断され、2段式冷凍システムが動作を停止します。 冷蔵庫内の温度が再び上昇して設定温度を超えると、冷蔵庫は上記の操作プロセスを再度繰り返すため、冷蔵庫内の温度は常に設定温度に保たれます。
生化学・分子生物学研究室では、-20°C、-40°C、-70°C、-85°C、-152°Cなどの凍結条件に応じて、さまざまな温度制御冷蔵庫を購入できます。そのうち、後者の2つは超低温冷凍庫で、20世紀後半に生物学的サンプルや医薬品の凍結保存と保管のために開発されました。 それらは生物学研究、臨床、医学、および産業分野で広く使用されています。
超低温冷蔵庫は、医薬品、ワクチン、酵素、ホルモン、幹細胞、血小板、精液、移植された皮膚と人体から採取された標本、植物種子生殖質バンク、遺伝子クローニングバンク、およびいくつかの重要な生物学的および化学的ものを保存するために使用できます試薬。
分子クローニング実験では、-70℃の超低温冷蔵庫が、コンピテントE. coli、コンピテントセル、バクテリオファージストックの保存に広く使用されています。
超低温冷凍機は、一般的に比較的完全な設備運転保証機能を備えています。 例えば、高温警報機能、停電、フィルター目詰まり検知機能、自動入力支援機能、サンプル安全警報システム、マイクロプロセッシングおよびアナログ制御システム、二酸化炭素バックアップシステムおよびレコーダーシステムなど。
一般に、超低温冷蔵庫の性能を検査する場合、最低冷却温度、サイズ、形状特性（水平または垂直）、コンプレッサーノイズ、振動振幅、キャビネット内の温度均一性、故障率（特にコンプレッサー）およびタイプオプションのアクセサリは、独自の使用要件および実験室のスペース配置と組み合わせて十分に検討されます。
将来の主な関心事は、超低温冷蔵庫の信頼性と、温度やガス組成など、さまざまなサンプルに対応できる保管条件です。 さらに、温度均一性のための生物学的材料のより高い要件を満たすために、一部の企業は冷蔵庫の棚の冷却に金属リングを使用するか、熱放散の問題を解決し、凍結速度を上げて温度を上げるための穴として棚を設計します。 セックス。
将来的には、超低温冷蔵庫の設計では、省エネや環境保護の要件も考慮し、環境検知システムを搭載する必要があります。 同時に、ナノマテリアルは、将来的には超低温冷蔵庫の製造においても有望な材料となるでしょう。
低温冷蔵庫の主な目的：科学研究、医薬品（プラズマ）、生物学的製品（貯蔵器官、ワクチン、土壌サンプル）、水産物、電子部品、化学物質、その他の低温用特殊材料の保存実験や保管など。病院、大学、研究ユニット、産業用保管でより多く使用されています。
