آلية التجميد بالتبريد هي في الأساس عملية تحويل مادة ما من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة باستخدام التحول الطوري والتأثيرات الحرارية للمادة عند درجات حرارة مختلفة. عندما تنخفض درجة حرارة المادة إلى أقل من درجة تجمدها، تتباطأ حركتها الحرارية الجزيئية وتزداد المسافات الجزيئية مما يؤدي إلى تكوين بلورات متجمدة. تنمو هذه البلورات بمرور الوقت، لتشكل في النهاية بنية صلبة كاملة. في هذه العملية، تتجمد جزيئات الماء أو الجزيئات الأخرى في الفضاء، مما يؤدي إلى التجميد بالتبريد.
في المجمدات المبردة، تتحقق هذه الآلية من خلال تآزر نظام تدوير المبردات ونظام التحكم. يتم حقن المبردات (مثل النيتروجين السائل وثاني أكسيد الكربون السائل، إلخ) في نظام التبريد، ويتم ضغطها بواسطة الضاغط وتحويلها إلى غاز عالي الضغط، ثم يتم تبريده إلى سائل من خلال مكثف. بعد أن يتم خفض ضغط السائل بواسطة صمام الخانق، يدخل المبخر ويمتص حرارة المادة المجمدة، مما يقلل من درجة حرارته. في المبخر، يمتص المبرد الحرارة ويصبح في حالة غازية ويعود إلى الضاغط ليدور مرة أخرى. وبهذه الطريقة، يدور المبرد باستمرار، ويسحب حرارة المادة المجمدة، وتقل درجة حرارته باستمرار، وذلك لتحقيق تأثير التجميد بدرجة حرارة منخفضة.
بالإضافة إلى ذلك، يلعب نظام التحكم أيضًا دورًا رئيسيًا في عملية التجميد بالتبريد. يراقب درجة حرارة المادة المجمدة من خلال مستشعر درجة الحرارة وينقل إشارة درجة الحرارة إلى نظام التحكم. يتحكم نظام التحكم في المعلمات مثل حجم حقن المبرد ومعدل الحقن وطريقة الحقن وفقًا لإشارة درجة الحرارة لتحقيق تحكم دقيق في درجة الحرارة وتأثير التجميد.
وبصفة عامة، تتحقق آلية التجميد بالتبريد من خلال التحول الطوري والتأثيرات الحرارية للمادة وتآزر نظام تدوير المبرد ونظام التحكم.
