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冷凍離心機主要是針對在高速離心的時候，防止有些離心物質（如蛋白質等）會在高溫下產生質變，因為高速離心機在運轉的時候會產生大量的熱量，而離心物質在高溫下容易質變，因此需要冷凍的情況下才可以保證不被破壞。
當然在低速離心機中也有冷凍離心機，這主要是針對特殊的情況，例如某些離心物質在常溫下容易質變的，所以需要在冷凍的環境下才可以保證不破壞。
冷凍離心機在高轉速運行時的轉子體與空氣摩擦生熱可能導致機身溫度不易控制，過高溫度還會影響冷凍離心機內部元件的使用壽命。這也就是冷凍離心機和普通冷凍離心機的區別，冷凍離心機使用制冷系統，能夠控制溫度保護機器元件，普通冷凍離心機是不帶制冷系統的。冷凍離心機配有制冷系統，其系統一般包括壓縮機、散熱器，控制電路。當冷凍離心機腔內溫度高于設定溫度，控制電路開啟壓縮機制冷，散熱器散熱，腔內溫度降低，直至低于設定溫度，控制電路關閉壓縮機散熱器。
根據大多數的用戶實驗要求，必須冷凍離心機配有低溫控制系統，比如分離一些有機活性物質：酶，有機易揮發的物質等需要恒溫或是溫差不超過正負10℃。來保證實驗條件滿足實驗設計需要，確保實驗順利進行。
一般出現冷凍離心機不制冷的情況有一下幾方面的原因：
原因一：冷凍離心機腔內溫度過高，導致制冷系統漏氟，也就是沒有制冷劑造成壓縮機不制冷。
解決方法：找廠家修理人員，重新焊接銅管，抽空重新加入制冷劑。
原因二：冷凍離心機使用時間久了，可能是銅管或蒸發器有漏點，單加氟也不會有用。
解決方法：維修難度大，要找到漏點進行維修，但也不會管很久，一般需更換。
原因三：蒸發器內結霜。主要是冷凍離心機只有一個蒸發器，當蒸發器結霜不能化掉后堵塞了風道口，冷量不能出去，導致冰箱不制冷。
解決方法：檢查化霜系統，可能是化霜定時器有故障，或發熱管已經燒斷。
原因四：冷凍離心機壓縮機有問題，壓縮機回氣管壓力過低會導致壓縮機不能啟動，從而導致冷凍離心機不制冷。
解決方法：檢查冷凍離心機電源插頭是否插好，或者供電不足等。
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