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高速鋼超深冷箱的制冷技術
日期：2024-10-10 23:37
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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(xiàn)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(tǒng)可實現(xiàn)約-60℃以上溫區(qū)的有效制冷，采用兩級復疊循環(huán)可實現(xiàn)約-80℃以上溫區(qū)的有效制冷。兩級復疊循環(huán)的實質是兩個獨立的單級節(jié)流制冷循環(huán)，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(huán)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(shù)。采用三級復疊循環(huán)，*低級系統(tǒng)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(shù)越多，系統(tǒng)可靠性就越低，而且制冷效率低，系統(tǒng)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(tǒng)。
除復疊外，回熱是實現(xiàn)更低溫度的另一重要技術手段。采用單級蒸氣壓縮系統(tǒng)結合回熱、多元混合制冷劑形成的深冷多元混合工質節(jié)流制冷技術，利用經(jīng)過蒸發(fā)器后工質的剩余冷量降低節(jié)流前工質的溫度，實現(xiàn)更低溫區(qū)制冷。該技術可以高效可靠地滿足233K-77K這一廣闊溫區(qū)的制冷需求。