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高速鋼超深冷箱的制冷技術
日期：2025-12-15 08:12
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摘要：
高速鋼超深冷箱的用單級蒸汽壓縮制冷技術的*低有效制冷溫度一般在-40 蒸汽（233 K）以上。為實現更低制冷，可以采用液氮制冷或機械式制冷。液氮制冷*低可以到液氮的常壓沸點溫度-196℃。如果使用機械式制冷，必須采取多級壓縮或復疊的技術措施。采用兩級壓縮的蒸汽壓縮系統可實現約-60℃以上溫區的有效制冷，采用兩級復疊循環可實現約-80℃以上溫區的有效制冷。兩級復疊循環的實質是兩個獨立的單級節流制冷循環，高溫級對低溫級提供預冷，每**的工作原理與單級蒸汽壓縮制冷循環一致。
高速鋼超深冷箱的制冷溫度進一步降低，需要增加復疊的級數。采用三級復疊循環，*低級系統采取甲烷作為制冷劑時，其*低制冷溫度可以達到120 K（約-153℃）。串連級數越多，系統可靠性就越低，而且制冷效率低，系統構成復雜，設備成本高、運行和維護費用大。因此除在早期人們開展科學研究外，少見三級以上的復疊制冷系統。
除復疊外，回熱是實現更低溫度的另一重要技術手段。采用單級蒸氣壓縮系統結合回熱、多元混合制冷劑形成的深冷多元混合工質節流制冷技術，利用經過蒸發器后工質的剩余冷量降低節流前工質的溫度，實現更低溫區制冷。該技術可以高效可靠地滿足233K-77K這一廣闊溫區的制冷需求。