超低溫系統(tǒng)用于實現(xiàn)實驗室使用的低溫浴或箱子,，藥物或生物樣品的儲存,，金屬的低溫制造或極端溫度的環(huán)境測試。

單級制冷系統(tǒng)實際可達(dá)到的**低溫度約為-40**-50?F。單級系統(tǒng)受壓縮機(jī)的壓縮比和必須冷凝制冷劑的環(huán)境溫度的限制,。只能通過使用級聯(lián)制冷系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)地實現(xiàn)從-50降**-120?或更低的溫度,。

在典型的級聯(lián)系統(tǒng)中,，在“高側(cè)”使用標(biāo)準(zhǔn)制冷系統(tǒng)以在級聯(lián)冷凝器中產(chǎn)生低溫,。“低壓側(cè)”系統(tǒng)能夠在-20**-30°的溫度下冷凝，并在可用制冷劑進(jìn)入真空之前蒸發(fā)**低**-120?,。較大的系統(tǒng)傾向于具有某種油分離器和油管理系統(tǒng)以將油保持在壓縮機(jī)中,。當(dāng)系統(tǒng)關(guān)閉時，一些系統(tǒng)還使用膨脹罐來保持制冷劑在室溫下不產(chǎn)生極端壓力,。

傳統(tǒng)的**制冷劑是CFC-12,，HCFC-22和CFC-502。替代**制冷劑是HFC-134a,，HFC-404A和HFC-507,。

傳統(tǒng)的低端制冷劑是CFC-13和CFC-503。替代低端制冷劑是HFC-23和HFC-508B,。

油循環(huán)

標(biāo)準(zhǔn)冷凍機(jī)油在低溫下會變得非常厚,，并且不會在系統(tǒng)周圍回流到壓縮機(jī)。如果壓縮機(jī)變得太冷,，則油會在壓縮機(jī)油池內(nèi)膠化,，而不會提供潤滑。許多系統(tǒng)依靠制冷劑浸入油中并將其移動到系統(tǒng)周圍,。這種油循環(huán)方法可以很好地工作到蒸發(fā)器溫度約-100?,。另外，運行時間短的系統(tǒng)將允許蒸發(fā)器變暖時機(jī)油返回壓縮機(jī),。

在較低溫度下運行時間較長或涉及復(fù)雜管路的系統(tǒng)需要在低級壓縮機(jī)后使用油分離器,。

另外，通常將碳?xì)渲评鋭┨砑拥较到y(tǒng)中,，以便它們可以浸入油中并使其在非常低的溫度下保持流體,。所用烴的量通常為5**10重量％?？梢允褂玫乃蠬C（全部由G家制冷劑供應(yīng)）中有-170（乙烷）,，-1150（乙烯），-600（丁烷）,，-600a（異丁烯）,，-290（丙烷）和戊烷液體,。

濕氣

在級聯(lián)系統(tǒng)中去除水分比在更高的溫度范圍更重要,。R-22和R-404A等制冷劑可以吸收并攜帶比10 ppm規(guī)格更多的水和30**50 ppm的視液位指示水平,。相反，估計R-13只能在-80°下保持約0.1ppm的水,。

過量的水分肯定會與制冷劑分離并堵塞毛細(xì)管或?qū)е缕渌麊栴},。在級聯(lián)系統(tǒng)的低階段，干燥器的維護(hù)是非常重要的,。

擴(kuò)張量

在低溫階段,，制冷劑必須在非常低的溫度下維持壓縮機(jī)的正常運行壓力。這些制冷劑將在110**160 psig的壓力下冷凝約-30**-20°,。當(dāng)這些制冷劑升溫**室溫時,，飽和壓力或某些情況下的臨界壓力可能超過700 psig。

不需要花費建筑系統(tǒng)來承受這些壓力,，而是提供膨脹箱或其他系統(tǒng)體積,。電荷擴(kuò)展到額外的體積，允許所有的液體完全沸騰蒸氣,。簡單的氣體法則規(guī)定需要多少體積來將充氣保持在通常不超過250psig的氣體壓力下,。因此，系統(tǒng)通常只需將空系統(tǒng)置于靜態(tài)壓力下即可充電,。