液氮深冷箱的制冷原理是利用液體制冷劑蒸發(fā)時產(chǎn)生的吸熱和蒸汽凝結(jié)時產(chǎn)生的放熱原理。蒸發(fā)法是在液體制冷劑達到沸騰狀態(tài)時將其轉(zhuǎn)化為氣體的過程。當液體轉(zhuǎn)化為氣體時，從外部吸收熱能，因此這是一個吸熱過程。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。 壓縮機的選擇是液氮深冷箱動力的來源，也是能耗較大的部件。因此，其設(shè)計和選擇對系統(tǒng)的能耗至關(guān)重要。采用軟件對比分析了壓縮機電機上是否安裝變速驅(qū)動裝置對設(shè)備系統(tǒng)的影響。發(fā)現(xiàn)在壓縮機電機上安裝變速驅(qū)動裝置可以提高系統(tǒng)的能效，便于調(diào)節(jié)容量。在蒸發(fā)溫度-35℃的情況下，對比分析了單壓縮、單壓縮和單壓縮、雙切換壓縮對制冷系統(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。在相同的運行條件下（蒸發(fā)溫度-40~-60℃），比較了兩套自動重疊和單壓縮系統(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。在相同的工作條件下，發(fā)現(xiàn)了幾種不同的制冷機組。通過實驗現(xiàn)場測試，發(fā)現(xiàn)壓縮機與冷凝壓力匹配，匹配時制冷效率高。綜上所述，在不同的運行條件下，壓縮機的選擇方案可以不同，制冷循環(huán)及其壓縮機可以根據(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，利用低溫吸熱的特性，將它直接噴淋到所需的食品上，這時溫差高達200K以上，可以進行強烈的熱交換，一般在20分鐘左右就可以完成全部凍結(jié)過程，比普通氨機冷凍法快。由于凍結(jié)的時間短，生成的冰晶就很細小，凍結(jié)速度大于細胞內(nèi)外蒸汽滲透速度，細胞內(nèi)外同時產(chǎn)生冰晶，對細胞無破壞作用，所以解凍后就能保持食品原有的色、香、味及新鮮狀態(tài)。
