液氮深冷箱的制冷原理是利用液體制冷劑蒸發(fā)時(shí)產(chǎn)生的吸熱和蒸汽凝結(jié)時(shí)產(chǎn)生的放熱原理。蒸發(fā)法是在液體制冷劑達(dá)到沸騰狀態(tài)時(shí)將其轉(zhuǎn)化為氣體的過程。當(dāng)液體轉(zhuǎn)化為氣體時(shí)，從外部吸收熱能，因此這是一個(gè)吸熱過程。液體制冷劑蒸發(fā)的溫度稱為蒸發(fā)溫度。冷凝是指將蒸汽冷卻到等于或低于飽和溫度，使其成為液體的過程。 壓縮機(jī)的選擇是液氮深冷箱動(dòng)力的來源，也是能耗較大的部件。因此，其設(shè)計(jì)和選擇對(duì)系統(tǒng)的能耗至關(guān)重要。采用軟件對(duì)比分析了壓縮機(jī)電機(jī)上是否安裝變速驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)設(shè)備系統(tǒng)的影響。發(fā)現(xiàn)在壓縮機(jī)電機(jī)上安裝變速驅(qū)動(dòng)裝置可以提高系統(tǒng)的能效，便于調(diào)節(jié)容量。在蒸發(fā)溫度-35℃的情況下，對(duì)比分析了單壓縮、單壓縮和單壓縮、雙切換壓縮對(duì)制冷系統(tǒng)COP的影響，發(fā)現(xiàn)單壓縮和雙切換壓縮在速凍系統(tǒng)中的節(jié)能效果好。在相同的運(yùn)行條件下（蒸發(fā)溫度-40~-60℃），比較了兩套自動(dòng)重疊和單壓縮系統(tǒng)。表明，隨著蒸發(fā)溫度的降低，重疊系統(tǒng)具有冷凍速度快、能耗低的特點(diǎn)。在相同的工作條件下，發(fā)現(xiàn)了幾種不同的制冷機(jī)組。通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)與冷凝壓力匹配，匹配時(shí)制冷效率高。綜上所述，在不同的運(yùn)行條件下，壓縮機(jī)的選擇方案可以不同，制冷循環(huán)及其壓縮機(jī)可以根據(jù)不同的冷凍溫度合理選擇。
在大氣壓力下，液氮以液態(tài)發(fā)生相變?yōu)闅鈶B(tài)時(shí)，利用低溫吸熱的特性，將它直接噴淋到所需的食品上，這時(shí)溫差高達(dá)200K以上，可以進(jìn)行強(qiáng)烈的熱交換，一般在20分鐘左右就可以完成全部凍結(jié)過程，比普通氨機(jī)冷凍法快。由于凍結(jié)的時(shí)間短，生成的冰晶就很細(xì)小，凍結(jié)速度大于細(xì)胞內(nèi)外蒸汽滲透速度，細(xì)胞內(nèi)外同時(shí)產(chǎn)生冰晶，對(duì)細(xì)胞無破壞作用，所以解凍后就能保持食品原有的色、香、味及新鮮狀態(tài)。
