Сравнение охладителей на 3He: сорбционный и замкнутого цикла

Охладители на 3He - это низкотемпературные охлаждающие устройства, работающие с использованием гелия-3 (3He) и нашедшие широкое применение в таких областях, как исследования при низких температурах в области физики, исследования материалов и квантовые вычисления.

В зависимости от метода охлаждения, охладители на 3He можно разделить на охладители однократного использования 3He и охладители замкнутого цикла. Они отличаются принципом работы, производительностью и сферами применения.

Охладители на 3He однократного использования (сорбционные)

Принцип действия. Такие системы обычно обеспечивают охлаждение за счет сжижения гелия-3 и его испарения в условиях низкой температуры. Испаряющийся при низких температурах 3He поглощает тепло, тем самым снижая температуру в системе.
Конструкция. Эти холодильные установки, как правило, имеют относительно простую конструкцию, которая включает в себя камеру охлаждения, низкотемпературный испаритель и внешний источник гелия.
Эксплуатация. Перед началом работы в систему необходимо залить гелий-3, а после завершения процесса целесообразно его использовать повторно (применияется система рекуперации и рециркуляции), что может привести к частому обслуживанию и необходимости дозаправки во время работы.
Экономические показатели. Стоимость однократного использования такой системы относительно невысока. Стоимость же постоянного использования оказывается высокой из-за необходимости частой дозаправки системы дорогим 3He, поэтому сейчас все чаще отдается предпочтение более современным охладителям замкнутого цикла на 3He.

Охладители на 3He замкнутого цикла

Принцип действия. Такие охладители поддерживают низкие температуры за счет циркуляции 3He. Происходит теплообмен между потоком газа и образцом, за счет чего происходит охлаждение.
Конструкция. Охладители на 3He замкнутого цикла являются технически более сложными установками: они содержат насосы, теплообменники, камеры охлаждения и позволяют повторно использовать 3He (в непрерывном режиме).
Эксплуатация. В течение всей эксплуатации 3He непрерывно циркулирует, что позволяет поддерживать низкие температуры в течение длительного времени без необходимости частой дозаправки.
Экономические показатели. Несмотря на то, что первоначальные затраты на такое оборудование выше, эффективное использование 3He со временем приводит к снижению эксплуатационных расходов.

Сравнение

Принцип работы охладителей однократного использования 3He основан на испарительном охлаждении 3He. В охладителях замкнутого цикла охлаждение производится циркулирующим потоком 3He.
Температура. Охладители замкнутого цикла обеспечивают более стабильную низкотемпературную среду в течение длительного времени, в то время как охладители однократного использования 3He больше подходят для коротких экспериментов.
Стоимость. Первоначальные затраты на охладители однократного использования 3He ниже, но в перспективе затраты оказываются более высокими. Охладители замкнутого цикла на 3He требуют более высоких первоначальных инвестиций, но это оправдано низкими эксплуатационными затратами в дальнейшем.

Свяжитесь с нами, и мы проработаем подходящую криогенную систему для Ваших целей.