超低溫冰箱可用于保存藥物、疫苗、酶、激素、干細胞、血小板、移植的皮膚以及從人體抽取的標本、植物種子的種質庫、基因克隆庫和一些重要的生物和化學試劑等。
超低溫冰箱的制冷系統基本采用復疊式制冷的工作原理，選用兩臺全封閉壓縮機作為高、低溫級壓縮機使用。低溫級蒸發器的紫銅管以盤管形式直接盤附于內箱體外側，并用導熱膠泥填堵于盤管與箱壁之間的縫隙中，以增加熱交換效果。冷凝蒸發器為殼管式結構，內部為四管螺紋型紫銅管，采用逆流式熱交換方式。
超低溫冰箱一般有臥式和立式兩種箱體。內箱體一般分為多個承物層，每層均設計有可獨立開關的內門。外箱體一般由五塊冷軋鋼板相互直接拼接而成。箱體內外各有60mm和80mm的聚亞氨脂泡沫材料構成。自動調溫器為鉑電阻敏感器，用于對溫度的精確控制。制冷劑現在一般采用環保型制冷劑，以達到環保要求。
當遇到警報器啟動報警時，通常可通過以下方面進行檢查：
第一，檢查電源是否有問題或插頭是否被拉出插座。
第二，檢查內部溫度計是否超出合適的范圍，在此情況下，物品置人會使冰箱升溫，并觸發警報器。
第三，檢查是否一次性置人物品過多。
如果制冷效果差，冰箱不停機，散熱管不熱，蒸發器有很小氣流聲，這些是因為慢滲漏造成制冷劑嚴重缺損的緣故。在實際使用過程中，還會遇到許多其他問題，這類問題的解決方法需要不斷地積累經驗方可排除障礙，使得超低溫冰箱達到良好的工作狀態。
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