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精密型冷藏冰箱主要用于生物樣品或藥品的保存
精密型冷藏冰箱常常又稱為超低溫保存箱、超低溫冰柜、超低溫保存箱等。超低溫冰箱是生物化學與分子生物學實驗室的常備儀器，主要用于生物樣品或藥品的保存。超低溫冰箱的溫度范圍大致從-60℃到-150℃度，超低溫冰箱的應用范圍比較廣泛，如在生物研究、金屬處理、醫院、防疫系統和軍工等方面均有應用。采用的是復疊式壓縮機系統（cascade compressor system），也就是其中一臺壓縮機令冰箱內溫度從室溫降低至一個中間溫度，另外一臺壓縮機接著令溫度下降至超低溫，如-80℃。無需空氣過濾器，不用像傳統超低溫冰箱那樣需要定期過濾清理，配備有集成診斷系統，能不間斷地監控多個冰箱部件，如壓縮機，風扇電機，冰箱門，溫度和電壓，并在冰箱無法工作的時候警示實驗室人員。
精密型冷藏冰箱采用多級蒸氣壓縮制冷循環的必要性：
為了獲得更低的蒸發溫度（-40～-140℃），同時又能使壓縮機的工作壓力控制在一個合適的范圍內，就要采用多級壓縮循環。采用多級壓縮可以從根本上改善制冷循環的性能指標。多級壓縮制冷循環的基本特點是分級壓縮并進行中間冷卻。采用多級壓縮后，每一級的壓力比減小，提高了壓縮機的輸氣系數和指示效率，同時由于排氣溫度降低，潤滑情況有了很大改善，保障了壓縮機的運行安全。
從理論上講，級數越多，節省的功也越多，制冷系數也就越大。如果是無窮級數，則整個壓縮過程越接近等溫壓縮。然而，實際上并不采用過多的級數，因為每增加一級都需要增添設備，提高成本，也提高了技術復雜性。另外，由于壓縮機不能保持很低的蒸發壓力，在應用中溫制冷劑時，三級壓縮循環的蒸發溫度范圍與兩級壓縮循環相差不大，所以制冷循環中采用三級壓縮循環很少，一般采用雙級壓縮循環。