ABSTRACT
I. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
II. Fundamentals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
A. Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
B. Heat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
C. Enthalpy and Specific Heat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
D. Entropy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
E. Energy Conservation for Steady Flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
F. Heat Transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
G. Phase Change Processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
H. Equilibrium for Multicomponent Solution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
I. Coefficient of Performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
III. Vapor Compression Cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
A. The Carnot Refrigeration Cycle and its Modification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
B. The Standard Vapor Compression Cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
C. Cycle Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
IV. Absorption Refrigeration Cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
A. Cycle Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
B. Cycle Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
C. Performance Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
D. Optimum Design Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
V. Ejector Refrigeration Cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
A. Cycle Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
B. Cycle Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
C. Performance Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
D. Optimum Control Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
VI. Novel Combined Cycles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
A. Combined Ejector-Absorption Refrigeration Cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
1. Cycle Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
2. Performance Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
B. Combined Ejector-Vapor Compression Cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
1. Cycle Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
2. Performance Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
VII. Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
Nomenclature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Freezing is the process of removing heat for producing and maintaining temperatures below initial
freezing point [1]. In the food industry, freezing is the most popular long-term preservation method
for food products. Besides convenience to consumers, the popularity of frozen foods is also due to
the fact that frozen foods continue to demonstrate a good food safety record, as freezing can effec-
tively reduce the activity of microorganisms and enzymes, thus preventing deterioration [1,2]. In
addition, crystallization of water reduces the amount of liquid water in food items and inhibits
microbial growth [3].
