當您在挑選超低溫冷凍櫃時，常聽到"雙系統"超低溫冷凍櫃，究竟什麼是"雙系統"？在探討這個問題前，讓我們先就冷凍櫃的降溫系統做簡單地介紹。

在生物樣本、疫苗及特殊試劑保存的領域，-86°C 超低溫冷凍櫃（Ultra-Low Temperature Freezer, ULT Freezer）是必備設備。其核心關鍵在於"降溫系統設計"，目前主要有兩種主流架構：

二次元系統（Cascade System）：俗稱低溫段與高溫段的「雙壓縮機分段降溫」

一次元系統（Single-Stage Ultra-Low Cooling）：單壓縮機即可直降至-70°C甚至更低，由2顆這種單壓縮機系統組成的超低溫冷凍櫃，即所謂的"雙系統"超低溫冷凍櫃。

1. 二次元系統（Cascade 雙壓縮機分段降溫）

使用"兩組壓縮機與兩套冷媒迴路"，分為：

"高溫段（High Stage）"，即壓縮機+冷凝器，將環境溫度降至約 -40°C〜-50°C。

"低溫段（Low Stage）"，以第一段的低溫環境為「熱沉」，再利用低溫段壓縮機與低沸點冷媒將溫度進一步降至"-86°C〜-90°C。

兩段系統串接運作，因此稱為「一次元」。

優點：

●可靠性高：兩段壓縮分工，各自負責不同溫度區間，壓縮機負載較低，壽命長。

●降溫效率穩定：適合長時間運行，溫度波動小。

●耐高環境溫度：在高溫或高負載環境中，降溫性能不易衰退。

缺點：

●結構複雜：需要兩組壓縮機與冷媒系統，維修難度較高。

●耗電量較大：兩台壓縮機同時運作，能源消耗高。

●體積較大：內部空間部分被雙系統結構佔據。

●鰭片式散熱器易卡塵垢，會影響散熱縮短壓縮機壽命，需常清理

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2. 一次元系統（Single-Stage Direct Cooling）

使用"單一壓縮機與特殊混合冷媒"，透過優化壓縮比與冷媒熱力循環，在單級壓縮下直接降至-70°C 〜-86°C。此設計依靠冷媒配方與高效熱交換器來達成極低溫度。

優點：

●結構簡單：只有一顆壓縮機，管路與零件數量少，故障點減少。

●體積小：內部空間利用率高，可做成更緊湊的櫃體設計。

●能源效率較佳：在部分低負載環境下，比雙壓縮機更省電。

●維修方便：單系統檢修較簡單，零件更換速度快。

●若使用兩顆壓縮機並聯，當一顆壓縮機異常時，另一顆壓縮機仍可以維持-70°C以下，對於冰存物相對更有保障。

●銅管式散熱器不易卡塵垢，無須經常清理。