空气制冷机主要应用于低温领域，可是随着氟利昂对环境破坏题目的提出，空气制冷机的应用范围开始拓宽。在食品冷冻领域的应用，由于某些关键题目没能得到解决，因此没能实际应用。随着食品快速冻结要求的日益迫切，使得冻结装置的冷源正朝低温化发展。目前常用的蒸汽压缩式制冷机，为了满足快速冻结装置的低温要求，也已由双级压缩制冷机向复叠式制冷机方向转移。所带来的题目则是装置庞大、结构复杂、投资增大、控制困难和效率降低。
食品的快速冻结
食品快速冻结是指食品迅速通过其最大结晶区域，当食品均匀温度低至一18℃时而迅速冻结的方法。食品在冻结过程中会发生各种各样的变化，如物理变化（体积、导热性、比热、干耗等），化学变化（蛋白质变性、色变等），细胞组织变化以及生物和微生物的变化等。快速冻结食品的特点是最大限度地保持食品原有的营养价值和色香味，也就是说，在冻结过程中必须保持食品所发生的上述各种变化达到最大的可逆性。冻结过程中天生冰结晶的数目和大小对于冻结过程的可逆性程度具有很大的意义。冻结速度越快，形成的冰结晶越细小、均匀，而不致于刺伤细胞造成机械损伤。由于有机体内汁液都是非饱和的有机溶液，在低于冰点时，首先是自由水冻结。随着温度的下降，非饱和的有机溶液继续浓缩，最后剩余的部分以低共溶混合物的形式均匀冻结。
冻结装置
由于食品的规格、外形不规整，冻结过程中不希看食品与冷表面或液体载冷剂相接触，防止造成食品污染。吹风式冻结装置的应用最为广泛。常用的吹风式冻结装置多采用R717或氟利昂制冷系统。吹风式冻结是被冻结食品与冷风相接触使食品温度降低，直至内部水分冻结的冻结方式，其典型冻结装置如图1所示。冻结装置由保温体、食品传送机械、送风机和制冷系统组成。食品摆放在传送机械上，保温体内的空气由制冷系统通过蒸发器冷却降温并由轴流风机推动循环活动，不断与食品表面接触，带走食品热量，使食品被冷却和冻结。食品热量等热负荷被循环空气与制冷系统蒸发器表面接触，并将热量转递至制冷系统，由制冷系统输送至环境，低温冷水机。
食品的冻结干耗
吹风式冻结是最易引起冻品干耗的冻结方式。食品暴露在空气中，重量就会减轻，光彩、外观都会恶化。水分由食品表面蒸发或升华到空气中被称为干耗。
空气制冷机在食品冷冻上的应用分析
空气与氟利昂制冷剂的比较，在5种安全制冷剂（空气、水蒸气、烃类、二氧化碳和氨）中空气为首。对照制冷剂选择要求，空气具有以下特点：
（1）无毒无味、不燃烧、不爆炸和对环境没有不良影响。
（2）具有很好的化学稳定性，纯净的空气不具有对金属材料或非金属材料的腐蚀性，不会变质及与润滑油相容。在空气制冷机的制冷范围内，不会出现高温分解现象。
（3）空气的导热系数约是R22汽体的2倍，稍小于氨蒸汽，其换热器的性能优于大多数的氟利昂制冷剂气体换热器。
（4）空气的粘度无论在低温还是高温下约大于R22蒸汽的粘度10倍，密度比R22蒸汽小约8倍，在设备和管道内的阻力相差不大。
（5）循环效率可用COP值进行比较，当制冷温度低于一65℃时，空气制冷剂的COP大于蒸汽压缩式制冷机，且制冷温度越低，两者相差越悬殊。
（6）空气制冷方式属于透平膨胀（节流降压）制冷，与蒸汽压缩式制冷的制冷剂蒸发制冷不同，制冷机的工作压力保持正压，空气压缩机的压缩比也远远小于制冷压缩机，因此安全性更高，系统中的管道和设备管材都可采用耐压较低的材料，冰水机。
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