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串級制冷系統是由兩種或多種制冷劑組成，在許多系統中由熱交換器（冷凝器蒸發器）組合而成的低溫制冷系統。對于二元串級制冷系統，制冷機由兩個獨立的制冷系統組成，一個是高溫系統，另一個是低溫系統。低溫系統用于冷卻環境實驗室，高溫系統用于冷卻低溫系統以排出氣體并使其在低溫下冷凝。這也達到了降低壓縮比和提高氣體傳輸系數的目的。

工業冷水機冷卻單元在串級低溫制冷系統中的優勢

這種串級制冷系統的優點是采用適合高溫系統的中壓制冷劑和適合低溫系統的高壓制冷劑。由于高壓制冷劑氣體在低溫下的比容比中壓制冷劑氣體小得多，所以用于級聯制冷的同類型壓縮機的制冷能力是兩級壓縮制冷的幾倍。低溫。復疊式制冷系統的冷水機組可以節省大量的投資和建筑面積。此外，高壓制冷劑在大于或接近大氣壓的壓力下在低溫下工作，并且不象兩級低溫系統那樣頻繁地滲透系統。

一些工程師使用R13作為低溫階段，R22作為高溫階段來比較二元級聯制冷系統。在相同的冷卻設備投資的情況下，兩級壓縮制冷系統的冰箱是級聯制冷系統的冰箱的三倍以上。電機安裝功率，兩級壓縮制冷系統是級聯制冷系統的兩倍以上。由于壓縮機數量多、摩擦功率大，兩級制冷系統的能耗是串級制冷系統的1.5倍以上。

該系列制冷系統除用戶要求溫度變化及環境溫度在-55℃以上外，還可采用工業冷卻裝置。目前，越來越多的冷源采用級聯制冷系統作為低溫實驗設備。