Analiza strukture, principa i primene hladnjaka na ultra niskim temperaturama
Frižideri na izuzetno niskim temperaturama nazivaju se i kutije za skladištenje na ultra niskim temperaturama, zamrzivači na ultra niskim temperaturama i kutije za skladištenje na ultra niskim temperaturama. Uobičajeniji hladnjak na niskim temperaturama od -60 stepeni može se koristiti za očuvanje tune, ispitivanje niskih temperatura elektronskih uređaja, posebnih materijala i očuvanje plazme, bioloških materijala, vakcina, reagensa itd. zamrzivači -40 stepeni, -60 stepeni, -86 stepeni, -120 stepeni, -136 stepeni i -160 stepeni i -192 stepeni.
Frižideri na niskim temperaturama općenito imaju vodoravne i okomite ormare. Unutarnja kutija općenito je podijeljena na više nosivih slojeva, a svaki sloj je dizajniran s unutarnjim vratima koja se mogu otvarati i zatvarati nezavisno. Vanjska kutija općenito je formirana direktnim spajanjem pet hladno valjanih čeličnih ploča. Unutar i izvan kutije nalaze se materijali od poliuretanske pjene od 60 mm i 80 mm. Termostat je platinski senzor otpora za preciznu kontrolu temperature. Rashladna sredstva općenito koriste ekološki prihvatljiva rashladna sredstva kako bi ispunila zahtjeve zaštite okoliša.
Rashladni sistem hladnjaka na ultra niskim temperaturama u osnovi prihvaća princip rada kaskadnog hlađenja, a dva potpuno zatvorena kompresora koriste se kao kompresori na visokim i niskim temperaturama. Bakarna cijev isparivača niske temperature direktno je pričvršćena na vanjsku stranu unutrašnje kutije u obliku zavojnice, a jaz između zavojnice i stijenke kutije ispunjen je toplinski provodljivim ljepilom kako bi se povećao učinak izmjene topline . Kondenzacijski isparivač je školjkasto-cijevna konstrukcija sa četiri navojne bakrene cijevi unutra i prihvaća protustrujnu metodu izmjene topline.
Sistem niske temperature opremljen je i izmjenjivačem topline na plin, koji omogućava plinovima niskog pritiska iz isparivača da izmjenjuju toplinu s plinom visokog tlaka prije ulaska u kondenzacijski isparivač, što ne samo da smanjuje toplinsko opterećenje kondenzacijskog isparivača. , ali i u potpunosti koristi toplinu. Filter uglavnom koristi filter za uklanjanje voska, čija je svrha učinkovito uklanjanje parafina u rashlađenom ulju kako bi se smanjila mogućnost &; začepljenja ulja &; u sistemu.
Osim toga, hladnjak na ultra niskim temperaturama može biti opremljen i nekim priborom za različite namjene, kao što je snimač temperature, koji je pogodan za trajno snimanje radnih parametara; rezervni sustav ugljičnog dioksida, koji se koristi u posebnim okolnostima kako bi se osiguralo da plin u skladišnom okruženju ostane u normalnom stanju; , Što može osigurati da kompresor radi normalno pod niskim tlakom.
Kad je napajanje uključeno, kada ploča pokaže da je temperatura viša od zadane temperature, prvo se uključuje kompresor prve faze, a rashladni sistem prve faze počinje raditi, uzrokujući temperaturu kondenzatora u drugoj fazi hlađenja sistem za ispuštanje, odnosno rashladni sistem druge faze Temperatura rashladnog sredstva pada. Nakon nekoliko minuta odgode, i drugi stupanj rashladnog sistema počinje raditi. Njegov isparivač nalazi se na unutrašnjoj stijenci frižidera, zbog čega unutrašnja temperatura hladnjaka može znatno pasti. Isparivač rashladnog sistema prve faze apsorbira, a toplina koju oslobađa kondenzator prve faze rasipa se u zrak.
Kada unutarnja temperatura hladnjaka dostigne zadanu temperaturu, otpor sonde za osjetljivost temperature prenosi informacije, upravljački relej se isključuje iz napajanja i isključuje, a dvostepeni rashladni sistem prestaje raditi. Kada temperatura u frižideru ponovo poraste i pređe podešenu temperaturu, frižider ponovo ponavlja gornji postupak, tako da se temperatura u frižideru uvek održava na zadatoj temperaturi.
U laboratoriji za biokemiju i molekularnu biologiju mogu se kupiti različiti hladnjaci sa temperaturnom kontrolom u skladu sa uslovima smrzavanja, poput -20 ° C, -40 ° C, -70 ° C, -85 ° C, -152 ° C, itd. Među njima, posljednja dva su zamrzivači na ultra niskim temperaturama, koji su razvijeni krajem 20. stoljeća za krioprezervaciju i skladištenje bioloških uzoraka ili lijekova. Široko se koriste u biološkim istraživanjima, kliničkoj, medicinskoj i industrijskoj oblasti.
Hladnjaci na izuzetno niskim temperaturama mogu se koristiti za skladištenje lijekova, vakcina, enzima, hormona, matičnih ćelija, trombocita, sjemena, presađene kože i uzoraka izvučenih iz ljudskog tijela, banaka zametka biljaka sjemena, banaka za kloniranje gena i nekih važnih bioloških i kemijskih tvari reagensi.
U eksperimentima s molekularnim kloniranjem, hladnjaci ultra -niske temperature -70 ℃ široko se koriste za skladištenje kompetentne E. coli, kompetentnih ćelija i zaliha bakteriofaga.
Frižideri na niskim temperaturama općenito imaju relativno potpunu funkciju garancije rada opreme. Na primjer, funkcija alarma pri visokim temperaturama, nestanak struje, funkcija otkrivanja začepljenja filtera, funkcija automatske pomoći pri ulazu, sigurnosni alarmni sistem uzoraka, mikroprocesorski i analogni kontrolni sistem, rezervni sistem ugljičnog dioksida i sistem za snimanje itd.
Općenito, prilikom provjere performansi hladnjaka na ultra niskim temperaturama, minimalne temperature hlađenja, veličine, karakteristika oblika (vodoravno ili okomito), buke kompresora, amplitude vibracija, ujednačenosti temperature u ormaru, stope kvara (posebno kompresora) i vrste Opcijski pribor u potpunosti se razmatra u kombinaciji sa zahtjevima za vlastitu upotrebu i uređenjem laboratorija.
U budućnosti je glavna briga pouzdanost hladnjaka na ultra niskim temperaturama i uvjeti skladištenja koji mogu zadovoljiti različite uzorke, uključujući temperaturu i sastav plina. Osim toga, kako bi zadovoljili veće zahtjeve bioloških materijala za ujednačenost temperature, neke kompanije koriste metalne prstenove za hlađenje na policama hladnjaka ili dizajniraju police kao rupe za rješavanje problema odvođenja topline, povećanje brzine smrzavanja i povećanje temperature . sex.
U budućnosti će projektiranje hladnjaka na ultra niskim temperaturama također morati uzeti u obzir zahtjeve za očuvanje energije i zaštitu okoliša te mora biti opremljeno sustavom za otkrivanje okoliša. U isto vrijeme, nanomaterijali će u budućnosti postati i obećavajući materijali u pripremi hladnjaka na ultra niskim temperaturama.
Glavna svrha hladnjaka na niskim temperaturama: za naučna istraživanja, očuvanje medicinskog materijala (plazma), bioloških proizvoda (organi za skladištenje, vakcine, uzorci tla), proizvoda od okeana, elektronskih komponenti, hemijskih materijala i drugih posebnih materijala za niske temperature eksperimenti i skladištenje itd. Više se koristi u bolnicama, univerzitetima, istraživačkim jedinicama i industrijskim skladištima.