全球超低温冰箱从2020年到2027年，市场预计将看到5.67%的复合年增长率，使其达到一个9.8944亿美元的市场。
这种增长的原因是什么?由于对温度敏感的生物制品储存的需求，多年来需求有所增加。
在经济快速发展的时代，这一点尤其如此疫苗生产和研究。在本文中，我们将介绍超低温冰柜的基础知识、它们最常用的用法以及它们的工作原理。
什么是超低温冰柜?
超低温冷冻箱，或ULT冷冻箱，是冷冻箱储存样品低于-40℃(-40℉)。它们有多种风格和尺寸，以满足您的需求实验室的空间和个人的需要。
当为你的冷库需求寻找高质量的实验室冰柜时，不要只看价格。
超低温冰箱是一项巨大的投资，所以在最终决定购买之前，对所有方面进行审查是很重要的。当在市场上购买ULT冷冻机时，这里有几点需要考虑:
取向
- 正直的冰柜/垂直:这些冰箱看起来很像传统的厨房冰箱，有一个向外打开的门，可以看到里面的东西。这是许多实验室最常见的选择，因为它们不占用太多的地板空间，而且通常更容易移动。
- 冰箱:这是一种盒子状的冰箱，盖子可以从顶部打开。冷藏箱通常比立式冷藏箱效率更高，使用寿命更长，达到温度设定点的速度也比立式冷藏箱快。即使考虑到这一点，胸部冷冻机也只占ULT冷冻机销量的不到5%Nuaire这通常是因为空间有限的实验室使得箱式冰柜难以容纳。
- 桌面:这些通常比立式或胸腔冷冻机小得多，因为它们是为了放在实验室的柜台或桌子上。
- Under-counter:和桌面型一样，它们的尺寸更小，因为它们应该安装在柜台下面，就像大多数家庭厨房里的洗碗机一样。
位置
ULT冷冻室将放置在您的实验室是您购买决策的关键部分。位置决定了单元访问的容易程度，甚至可能决定了你必须购买的配置。你的ULT冷冻室的位置决定了实验室的流量，每个实验室的主人都应该考虑完全优化他们必须工作的空间第一。
关于ULT冷冻室的位置，你可以问自己以下几个问题:
- 它是实验室里唯一的冷冻室还是一组冷冻室的一部分?
- 实验室的气候是否受控?如果不是，环境温度和其他地区的考虑是重要的。
- 冰箱周围是否有足够的通风，以使热空气进入回风器?没有合适的气流，能耗会更高。实验室冰箱的总体寿命也可能较短。
- 你的工作空间有多大?你能利用你的空间来优化你的工作流程吗?
绝缘
绝缘的类型很重要，因为它可以帮助冰箱在更长的时间内保持低温，而不用消耗太多的能源。绝缘材料中可能出现裂缝，从而导致失效。
试着减少冰的积累量，并考虑增加额外的内门，以减少打开冰柜主门时的温度损失。
量存储
这是指单元内可用的内部存储空间的数量。内部容量从200升到800升。某些制造商根据要求提供定制卷。在这个体量内，也必须考虑内部的结构或置物架单元。货架可能有内部门，以保持整个单元的均匀温度。
为了确保您从您的机组获得高性能和强能源效率，请确保所有的垫圈都处于良好的状态，门的开口没有碎片，并且内部的门按预期密封关闭。如果门垫片损坏或有明显的污垢堆积层，冰箱门可能无法正常关闭，导致预热和潜在的破坏样品。
ULT冷冻机的常用用途
ULT冰箱很常见用于制药、生物用途和(有时)典型的食品用途。制药工业经常使用它们来保存药物化合物和生物样本。生物样本在罕见和慢性疾病的治疗研究和开发中起着至关重要的作用。它们也被用来储存疫苗，温度均匀是关键。
ULT冰箱还保存了来自各种来源的DNA，包括:
- 血液(特别是白细胞)
- 精液
- 人类，动物和微生物细胞
- 尿液
- 等离子体
- 器官组织
ULT冷冻机也用于食品储存和辅助农业，尽管这并不常见。新鲜捕获的鱼通常储存在ULT冷冻机中，因为它有助于保存鱼解冻后的质地。如果在超低温下冷冻，鱼可以保存两年，但在常规冷冻温度下冷冻的鱼只能保存约9个月。
ULT冰箱是如何工作的?
所有的ULT冷冻机都有一个共同点——能够在极低的温度下冷冻材料。然而，它们究竟有多冷以及如何冷，取决于压缩机、冷凝器和其他一些因素。
制冷系统可以是一个被密封的大功率压缩机，也可以使用两个级联压缩机。采用双级联方法，连接两条制冷电路。一个回路上的蒸发器冷却另一个回路上的冷凝器，使第一个回路中的压缩气体更容易冷凝。
风冷式冷凝器是实验室制冷系统的典型组成部分。它们由铜或铜铝的管状电池制成。电池的布置是为了提供尽可能多的表面传热。发动机驱动的风扇推动冷空气循环。制冷剂通过毛细管膨胀。
钢板热交换器或盘管有利于蒸发。这些冰柜可以使用几种不同类型的冷冻液。它们是由容易液化的气态化合物制成的。制冷剂具有临界温度高、临界压力低等特性。
制冷循环
ULT冷冻机可使用三种制冷循环。碳氢化合物制冷剂(HFC)是行业标准，自禁止使用氟氯化碳(CFCs)以来，它提供了更多的能源节约。
- 热泵和制冷循环通过热泵和制冷循环，热量从一个源被转移到散热器，在那里被冷却。热源在冷冻机内部，而散热器，在商用冷冻机的情况下，是冷冻机所在的房间。
- 蒸汽压缩循环,在这个循环中，热量从一个位置到另一个位置的实际传递是用工作流体完成的。液体在一系列的管道中循环，并改变相来吸收来自冷冻室内部的热量。这种被称为制冷剂的液体会膨胀并迅速降温。理想情况下，制冷剂将以液体状态进入冷凝器。之后，较热的液体进入压缩机，使其过热并增加其压力，然后再次开始循环。常见的ULT制冷剂包括氮和甲烷。乙烷和丙烷作为制冷剂具有很高的能源效率，但由于它们具有潜在的可燃性，它们的使用往往受到限制。
- 卡诺循环-这个循环以热力学之父尼古拉斯·伦纳德·萨迪·卡诺的名字命名，是对蒸汽机工作原理的科学解释。的卡诺循环从气体开始，气体经过等温膨胀以降低其重量和压力。温度保持不变，但它的体积增加，并从热源转移以保持温度。然后是绝热膨胀，这时没有热量传递，但是压强降低了。气体冷却，体积增大。然后，在等温压缩过程中，随着温度的恒定，压力升高，但体积减小。在绝热压缩中，增加重量以增加气体压力，而温度升高，体积减小。在这个过程结束时，气体已经恢复到原来的状态，整个过程再次开始。
无论你的冰箱使用哪种循环，确保你有一个备用电源随时可用。这样，在电源故障或长期停电的情况下，您的材料和样品可以保持低温。
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