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超低温冰箱一样平常采取2级制冷，第1级的制冷剂为R-12(23．Ooz，28．349 523g)，计划压力高压为400ppsi(1ppsi＝6．894 76X10‘Pa)，低压为90ppsi。第2级制冷的冷凝器和第1级制冷的蒸发器是放在1起的；第2级的制冷剂为R-503(8．50z)和R-290(0．70z)的夹杂体，计划的高下压均为300ppsi。感温探头为热敏电阻，按照阻值的巨细(即温度的高下)在面板上显示分歧的温度。
接通电源时，劈面板显示温度比设定的温度高时，第1级紧缩机起首启动，第1级制冷体系最先事情，使得第2级制冷体系的冷凝器温度降低，即第2级的制冷剂温度降低，经几分钟的延时后，第2级制冷体系也最先事情，它的蒸发器在冰箱内壁，这可以使冰箱内部温度降低得多，它的冷凝器放出的热量全体由第1级制冷体系的蒸发器接收，第1级冷凝器放出的热量则散人空气中。
当冰箱内部温度到达设定温度后，感温探头电阻把信息传出，节制继电器失电断开，两级制冷体系全体休止事情。当冰箱内温度再次升高，超出设定的温度时，冰箱再次重复上述运作进程，从而使冰箱内温度始终维持在设定的温度左右。