冷凍：利用制冷產生的低溫源使產品從常溫冷卻降溫，進而凍結的操作過程。

制冷：利用制冷劑物理狀態改變使產生的冷效應獲得低溫源的操作過程。

冷凍設備種類：冷源制作（制冷）、物料的凍結，冷卻。

制冷的方式：活塞式，螺桿式、離心式制冷壓縮機組、吸收式制冷機組、蒸汽噴射式制冷機組以及液態氮。

凍結方式：風冷式，浸漬式和冷劑通過金屬管、壁和物料接觸傳熱降溫的裝置。

應用：

1.食品的凍結、冷藏和凍結運輸。

2.農產品、食品的冷卻、冷藏、氣調貯藏和冷卻運輸。

3.食品加工、如凍結干燥、凍結濃縮和物料的冷卻等。

4.食品加工廠的空氣調節。

制冷循環原理

主要裝置：制冷壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發器。

制冷循環原理：制冷劑在低溫低壓液體狀態時吸熱達到沸點后蒸發成為低溫低壓蒸汽，蒸發成氣體的制冷劑在壓縮機作用下成為高溫高壓氣體，此高溫高壓冷凝后成為高壓液體，高壓液體經過膨脹閥變成低壓低溫液體，再度吸熱蒸發構成了冷凍機的制冷循環。

基本概念和原理

制冷能力：在一定的操作條件（即一定的制冷劑蒸發溫度、冷凝溫度、過冷溫度）下，單位時間制冷劑從被冷凍物取出的熱量。也稱為制冷劑的制冷量。在相同條件下，同一制冷劑的制冷能力與壓縮機的大小，轉速、效率有關。

直接制冷：制冷循環中，如果制冷劑吸熱的蒸發器直接與被冷物體或被冷物體周圍環境直接進行換熱。一般應用于單臺需工冷的冷凍設備，如冰淇淋凝凍機，小型冷庫和家用冰箱等。

制冷劑：制冷裝置中不斷循環流動以實現制冷的工作物質。蒸汽壓縮制冷裝置通過制冷劑物態的變化實現熱量的傳輸。制冷劑是實現人工制冷不可缺少的物質。

間接制冷:用廉價物質作媒介載體實現制冷裝置與耗冷場所或機臺之間的熱交換。

載冷劑：將制冷裝置制冷劑載蒸發器內所產生的冷量傳遞給被冷卻物體吸取的熱量所至制冷裝置后再傳遞給制冷劑，自身重行降溫循環使用。

間接蒸發制冷原理

間接制冷原理：載冷劑在蒸發器內從制冷劑吸取冷量后，通過鹽水泵進入冷庫，與被冷卻物體或工作場所的媒介進行熱交換吸取熱量，重新回到蒸發器中，將吸取的熱量再傳遞給制冷劑，自身重行降溫循環使用。

常用載冷劑

常用載冷劑：空氣，水，鹽水及有機物水溶液。

選擇標準：冰點低，比熱容大，無金屬腐蝕性，化學上穩定，價格低及容易獲取等因素，作為食品業用的載冷劑，往往還須具備無味，無臭，無色和無毒的條件。

空氣作載冷劑雖然有較多優點，單由于它的比熱容小，而且作為氣態使用它的對流換熱效果差，所以在食品冷藏中或冷凍加工中，是以直接與食品接觸形式使用的。

水比熱大，但冰點高，所以僅能用作制取0℃以上冷量的載冷劑。如果要制取0℃以下的冷量，則棵采用鹽水或有機溶液作為載冷劑。

氯化鈉、氯化鈣及氯化鎂的水溶液，通常稱為冷凍鹽水，食品業中最廣泛使用的冷凍鹽水是氯化鈉水溶液，有機溶液載冷劑中，最有代表性的兩種載冷劑是乙二醇和丙二醇的水溶液。

活塞式壓縮制冷設備的主要裝置

作用：用來對制冷劑壓縮作功，獲得能量，經冷凝，膨脹，形成能吸熱的冷源。

機型的表示方法：汽缸數、所用制冷劑的種類，汽缸排列型式，汽缸直徑。

組成：汽缸體、汽缸、活塞、連桿、曲軸、曲軸箱、進排氣閥門、假蓋等。

工作過程：當活塞向上運動時，吸氣門被打開，制冷劑蒸汽經吸氣閥進入活塞上部的汽缸中，當活塞向上運動時，吸氣閥門關閉，活塞繼續向上運動，汽缸中的制冷劑受壓縮，當氣壓達一定程度時，即頂開假蓋的排氣閥門，制冷劑蒸汽排出汽缸，壓入高壓管路中。

特點：結構較簡單，制造容易，適應性強，操作穩定、維護方便。

冷凝器

作用：熱交換器，使制冷劑過熱蒸汽受冷冷卻凝結為液體。

種類：臥式殼管式，立式殼管式，淋水式，蒸發式，空氣冷卻式

工作過程：制冷劑過熱蒸汽由殼體上部進入冷凝器與管的冷表面接觸后即在其上凝結為液膜，在重力作用下，凝液順著管壁下滑，與管壁分離。

淋水式蒸發器組成：貯液器，冷卻排管，配水箱。

工作過程：冷卻水由頂部進入配水箱，經配水槽流到蛇行管的外表面成膜層流下，部分水蒸發，其余落入水池中，通過冷卻后在循環使用。暗器子排管底部進入管內，沿管上升時遇冷而冷凝，流入貯液器中。

膨脹閥

作用：降低制冷劑的壓力和控制制冷劑流量。高壓液體制冷劑通過膨脹閥時，冷凝壓力驟降為蒸發壓力，與此同時液體制冷劑沸騰吸熱，其本身溫度降低。

熱力膨脹閥：利用蒸發器出口處蒸汽的過熱度來調節制冷劑的。在制冷機組正常運轉條件下，供應元件灌注劑壓力等于膜片下氣體壓力遇彈簧壓力之和，處于平衡狀態。入供制冷劑不足，引起蒸發器出口處回汽，過熱度增大，感溫包溫度身高，使膜片下移，發口的開啟度增大，直至供液量與蒸發量相當時，再得到平衡。故熱力膨脹閥能自動調節閥的開啟度，供液量隨負荷大小自動增減，可保證蒸發器的供熱面積得到充分利用。

蒸發器

作用：制冷劑吸收被冷卻介質的熱量。

分類：按冷卻介質的性質分為三類。

• 冷卻液體載冷劑的蒸發器：如水冷卻器，鹽水冷卻器等。制冷劑在管外吸熱，液體載冷劑依靠液泵在管內循環流動，按結構分為臥管式、立管式、螺旋管式和蛇管式

• 冷卻空氣的蒸發器：制冷劑在管內蒸發，空氣在外側流動，空氣的流動屬于自然對流

• 冷卻冷凍物料的接觸式蒸發器：制冷劑在傳熱間壁的一側蒸發，間壁的另一側與被冷卻或被凍結的物料直接接觸。

特點：傳熱效果較好，結構簡單，占地面積小，因載冷劑循環系統封密，對設備腐蝕性小。

缺點：當鹽水泵因故障停止運轉時，可能發生凍結，造成管簇破裂。

冷卻排管

立式冷卻排管

優點：制冷劑汽化后容易排出，傳熱效果較好，但排管較高時，因液柱靜壓作用，下部制冷劑的蒸發溫度較高。

單列盤管式墻排管：

優點：灌冷媒量較小，約為排管容積的50％，但制冷劑汽化后不會很快排出管外，降低了傳熱效果。

翹片管：

優點：散熱面積大。

活塞式壓縮制冷設備的附屬裝置

油分離器

作用：用于分離壓縮后的液氣中所挾帶的潤滑油，以防止潤滑油進入冷凝器，使傳熱條件惡化。

工作原理：借油滴和制冷劑蒸汽的比重不同，利用增大管道直徑降低流速，并改變制冷劑的流動方向；或靠離心力作用，使油滴沉降蒸汽溫度。對于蒸汽狀態的潤滑油，則采用洗滌或冷卻的方式降低蒸汽溫度，使之凝結為油滴而分離。用氟利昂制冷的為過濾式油分離器。

集油器作用：匯集從制冷系統的油分離器、冷凝器及其他裝置中分離出來的制冷劑、油混合物，時油在低壓狀態下與混雜的制冷劑再進行分離，然后分別放出，這樣既保證放油安全，油減少制冷劑的損失。

貯液器作用：貯存和調節供給制冷系統內各部分的液體制冷劑，滿足設備的供液安全運行。貯液器分高壓、低壓、排液桶和循環貯液桶。

氣液分離器作用：分離來自蒸發器的制冷劑，防止制冷劑液體進入壓縮機發生敲缸；分離節流后的低壓氨液中所帶的無效蒸汽，以提高蒸發器的傳熱效果。

空氣分離器作用：分離排出系統中的不凝結氣體，保證制冷系統正常運行。

中間冷卻器作用：裝在雙級（或多級）壓縮制冷系統中，用以冷卻低壓級縮排出的過熱氣體進行級間冷卻，以保證高壓級壓縮機的正常工作；分離低壓級排氣中挾帶的潤滑油，以及冷卻制冷劑，使制冷劑獲得較大過冷度的功用。

冷藏庫

分類：

按使用要求分：

• 高溫冷庫：主要冷藏果品，蔬菜、鮮蛋等食品，一般庫溫4～-2 ℃；

• 低溫冷庫：主要冷凍并凍藏肉類，水產品等，一般庫溫為-18～-30 ℃；

• 空調庫：在常溫條件下貯藏米、面、藥材、酒等，一般庫溫為10～15 ℃

• 速凍設備：適用于凍結小包裝或未包裝的塊、片、粒等狀的原料，制成各種畜產、水產、蔬菜、水餃等速凍食品。凍結溫度-30～40℃。

• 箱式速凍機：在絕熱材料包裹的箱體內裝有可移動帶夾層的數塊平板。夾層中裝有蒸發盤管，管間也可灌入鹽水，制冷劑穿流于蒸發盤管內；被速凍的產品放在平板間，并移動平板，將物料壓緊，進行凍結。

• 隧道式速凍機：由隧道體，蒸發器、風機、料架或不銹鋼傳動網。物料先通過第一級網帶，運行較快，料層較薄，使表面凍結；第二級網帶，運行較慢，料層較厚，使整個物料全部凍結，得到單粒速凍產品。

• 浸漬式速凍機：將凍結物料直接和溫度很低的液化氣體或液態制冷劑接觸，制成速凍產品。食品依次通過預冷區、凍結區和均溫區。液氮貯于隧道外，以一定壓力引入凍結區進行噴淋或浸漬凍結，液氮吸熱后形成的氮氣，溫度仍很低，為-10～-5℃，通過風機，將其送入隧道前段進行預凍。在凍結區，食品于-200 ℃的液氮接觸而迅速凍結。

氣調冷藏設備

氣調冷藏：將冷藏與氣調貯藏相結合，控制貯藏的溫度和氣體組成，使庫內的氧和二氧化碳的含量，主要用于果蔬貯藏，能獲得良好的保鮮效果。

產品在貯藏中的損失小，據統計，冷藏庫產品的損失率為21.3％，而氣調冷藏庫產品的損失率為4.8％。