تحليل هيكل ومبدأ وتطبيق الثلاجة ذات درجة الحرارة المنخفضة للغاية
تُسمى أيضًا ثلاجات درجة الحرارة المنخفضة للغاية صناديق تخزين درجات الحرارة المنخفضة للغاية ، ومجمدات درجة الحرارة المنخفضة للغاية ، وصناديق تخزين درجات الحرارة المنخفضة للغاية. يمكن استخدام الثلاجة ذات درجة الحرارة المنخفضة الأكثر شيوعًا -60 درجة للحفاظ على التونة ، واختبار درجات الحرارة المنخفضة للأجهزة الإلكترونية ، والمواد الخاصة ، والحفاظ على البلازما ، والمواد البيولوجية ، واللقاحات ، والكواشف ، وما إلى ذلك. ثلاجات التجميد من -40 درجة و -60 درجة و -86 درجة و -120 درجة و -136 درجة و -160 درجة و -192 درجة.
تحتوي ثلاجات درجة الحرارة المنخفضة للغاية بشكل عام على خزانات أفقية ورأسية. ينقسم الصندوق الداخلي عمومًا إلى طبقات تحمل متعددة ، وكل طبقة مصممة بباب داخلي يمكن فتحه وإغلاقه بشكل مستقل. يتكون الصندوق الخارجي بشكل عام عن طريق الربط المباشر لخمس ألواح فولاذية مدلفنة على البارد. توجد مواد رغوية بولي يوريثان 60 مم و 80 مم داخل وخارج الصندوق. منظم الحرارة عبارة عن مستشعر مقاومة بلاتيني للتحكم الدقيق في درجة الحرارة. تستخدم المبردات عمومًا المبردات الصديقة للبيئة لتلبية متطلبات حماية البيئة.
يعتمد نظام التبريد للثلاجة ذات درجة الحرارة المنخفضة بشكل أساسي على مبدأ العمل للتبريد التعاقبي ، ويستخدم ضاغطان مغلقان بالكامل كضاغطات درجة حرارة عالية ومنخفضة. يتم توصيل الأنبوب النحاسي للمبخر ذي درجة الحرارة المنخفضة مباشرة بالخارج من الصندوق الداخلي على شكل ملف ، ويتم ملء الفجوة بين الملف وجدار الصندوق بغراء موصل حراريًا لزيادة تأثير التبادل الحراري . مبخر التكثيف عبارة عن هيكل من غلاف وأنبوب به أربعة أنابيب نحاسية ملولبة بالداخل ويعتمد طريقة التبادل الحراري للتيار المعاكس.
نظام درجة الحرارة المنخفضة مجهز أيضًا بمبادل حراري للغاز ، والذي يسمح للغاز ذي الضغط المنخفض من المبخر بتبادل الحرارة مع الغاز عالي الضغط قبل دخول مبخر التكثيف ، والذي لا يقلل فقط من الحمل الحراري لمبخر التكثيف ، ولكنه يستفيد أيضًا من الحرارة بشكل كامل. يستخدم المرشح في الغالب مرشحًا لإزالة الشمع ، والغرض منه هو إزالة البارافين بشكل فعال في الزيت المبرد لتقليل احتمال&مثل ؛ انسداد الزيت&مثل ؛ في النظام.
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أيضًا تجهيز الثلاجة ذات درجة الحرارة المنخفضة للغاية ببعض الملحقات وفقًا للاستخدامات المختلفة ، مثل مسجل درجة الحرارة ، وهو مناسب للتسجيل الدائم لمعلمات التشغيل ؛ نظام احتياطي لثاني أكسيد الكربون ، يستخدم في ظروف خاصة لضمان بقاء الغاز في بيئة التخزين في حالة طبيعية ؛ ، مما يضمن أن الضاغط يعمل بشكل طبيعي تحت ضغط منخفض.
عند تشغيل الطاقة ، عندما تظهر اللوحة أن درجة الحرارة أعلى من درجة الحرارة المحددة ، يبدأ ضاغط المرحلة الأولى أولاً ، ويبدأ نظام التبريد في المرحلة الأولى في العمل ، مما يتسبب في درجة حرارة المكثف للتبريد في المرحلة الثانية نظام لإسقاط ، أي نظام التبريد في المرحلة الثانية ، تنخفض درجة حرارة المبرد. بعد بضع دقائق من التأخير ، يبدأ نظام التبريد في المرحلة الثانية في العمل أيضًا. يوجد المبخر على الجدار الداخلي للثلاجة ، مما يجعل درجة الحرارة الداخلية للثلاجة تنخفض كثيرًا. يمتص مبخر نظام التبريد في المرحلة الأولى ، وتتبدد الحرارة المنبعثة من مكثف المرحلة الأولى في الهواء.
عندما تصل درجة الحرارة الداخلية للثلاجة إلى درجة الحرارة المحددة ، تنقل مقاومة مسبار استشعار درجة الحرارة المعلومات ، ويتم فصل مرحل التحكم عن الطاقة وفصله ، ويتوقف نظام التبريد ذي المرحلتين عن العمل. عندما ترتفع درجة الحرارة في الثلاجة مرة أخرى وتتجاوز درجة الحرارة المحددة ، تكرر الثلاجة عملية التشغيل المذكورة أعلاه مرة أخرى ، بحيث يتم الحفاظ دائمًا على درجة الحرارة في الثلاجة عند درجة الحرارة المحددة.
في معمل الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية ، يمكن شراء ثلاجات مختلفة يتم التحكم في درجة حرارتها وفقًا لظروف التجميد ، مثل -20 درجة مئوية ، -40 درجة مئوية ، -70 درجة مئوية ، -85 درجة مئوية ، -152 درجة مئوية ، إلخ. ومن بينها ، الأخيران عبارة عن مجمدات ذات درجة حرارة منخفضة للغاية ، تم تطويرها في أواخر القرن العشرين للحفظ بالتبريد وتخزين العينات البيولوجية أو الأدوية. تستخدم على نطاق واسع في البحوث البيولوجية والسريرية والطب والمجالات الصناعية.
يمكن استخدام ثلاجات درجات الحرارة المنخفضة للغاية لتخزين الأدوية واللقاحات والإنزيمات والهرمونات والخلايا الجذعية والصفائح الدموية والسائل المنوي والجلد المزروع والعينات المأخوذة من جسم الإنسان وبنوك الأصول الوراثية النباتية وبنوك استنساخ الجينات وبعض العناصر البيولوجية والكيميائية الهامة الكواشف.
في تجارب الاستنساخ الجزيئي ، تُستخدم ثلاجات درجة حرارة منخفضة للغاية -70 ℃ على نطاق واسع لتخزين الإشريكية القولونية المختصة ، والخلايا المختصة ومخزون العاثيات.
تتميز ثلاجات درجة الحرارة المنخفضة جدًا عمومًا بوظيفة ضمان تشغيل المعدات كاملة نسبيًا. على سبيل المثال ، وظيفة إنذار درجات الحرارة العالية ، انقطاع التيار الكهربائي ، وظيفة الكشف عن انسداد المرشح ، وظيفة المساعدة التلقائية في الإدخال ، نظام إنذار سلامة العينة ، نظام المعالجة الدقيقة والتحكم التناظري ، نظام النسخ الاحتياطي لثاني أكسيد الكربون ونظام التسجيل ، إلخ.
بشكل عام ، عند فحص أداء ثلاجات درجة الحرارة المنخفضة للغاية ، فإن الحد الأدنى لدرجة حرارة التبريد ، والحجم ، وخصائص الشكل (أفقيًا أو رأسيًا) ، وضوضاء الضاغط ، وسعة الاهتزاز ، وتوحيد درجة الحرارة في الخزانة ، ومعدل الفشل (خاصة الضاغط) وأنواع يتم النظر في الملحقات الاختيارية بشكل كامل مع متطلبات الاستخدام الخاصة بها وترتيب مساحة المختبر.
في المستقبل ، الشاغل الرئيسي هو موثوقية ثلاجات درجات الحرارة المنخفضة للغاية وظروف التخزين التي يمكن أن تلبي عينات مختلفة ، بما في ذلك درجة الحرارة وتكوين الغاز. بالإضافة إلى ذلك ، من أجل تلبية المتطلبات العالية للمواد البيولوجية لتوحيد درجة الحرارة ، تستخدم بعض الشركات الحلقات المعدنية للتبريد في أرفف الثلاجة ، أو تصمم الأرفف كفتحات لحل مشكلة تبديد الحرارة ، وزيادة سرعة التجميد وزيادة درجة الحرارة . الجنس.
في المستقبل ، يجب أن يأخذ تصميم ثلاجات درجات الحرارة المنخفضة للغاية في الاعتبار أيضًا متطلبات الحفاظ على الطاقة وحماية البيئة ، ويجب أن تكون مجهزة بنظام الكشف عن البيئة. في الوقت نفسه ، ستصبح المواد النانوية أيضًا مواد واعدة في إعداد ثلاجات ذات درجة حرارة منخفضة للغاية في المستقبل.
الغرض الرئيسي من الثلاجة ذات درجة الحرارة المنخفضة: للبحث العلمي ، والحفاظ على المستلزمات الطبية (البلازما) ، والمنتجات البيولوجية (أجهزة التخزين ، واللقاحات ، وعينات التربة) ، ومنتجات المحيطات ، والمكونات الإلكترونية ، والمواد الكيميائية وغيرها من المواد الخاصة للحرارة المنخفضة التجارب والتخزين ، إلخ. يتم استخدامه أكثر في المستشفيات والجامعات ووحدات البحث والتخزين الصناعي.
