液氮低温箱采用单级蒸汽压缩制冷技术，低有效制冷温度一般在-40蒸汽（233K）以上。为了降低制冷量，可以使用液氮制冷或机械制冷。液氮制冷可使液氮的常压沸点达到-196℃。如果使用机械制冷，须采取多级压缩或叠加技术措施。
两级压缩的蒸汽压缩系统可在-60℃以上的温度范围内实现有效制冷，两级复叠循环可在-80℃以上的温度范围内实现有效制冷。两级复叠循环的实质是两个独立的单级节流制冷循环。高温阶段为低温阶段提供预冷。每一及的工作原理与单级蒸汽压缩制冷循环的工作原理一致。
除了级联，蓄热加热是实现低温的另一个重要技术手段。采用单级蒸汽压缩系统与再生多组分混合制冷剂组合而成的低温多组分混合制冷剂节流制冷技术。工质通过蒸发器后的剩余冷却能力，用于节流前降低工质温度，实现低温区制冷。
液氮低温箱采用多组分混合制冷剂节流制冷技术，可实现大范围的制冷量需求，高校可靠。该技术可用于有效实现从微型、小型到大型和中型的制冷需求，例如冷却能力从数百MW到几瓦的红外和电子设备，低温医疗和低温储存，冷却能力为数十瓦至数百瓦，以及气体液化和分离领域，冷却能力更大。
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