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對于純水，如果已知初始溫度和要求的最終溫度，則可以通過(式1)計算為了達到冷凍而需要的熔化熱（Qtot）。
Qtot=Cw(T1-T0)+Qe+Ce(T0-T2)（KJ/Kg） (式1)
式中Cw——水的比熱容；
Qe——冰的熔化熱；
Ce——冰的比熱容；
T0——冰的冷凍溫度；
T1——水的初始溫度；
T2——冰的最終溫度。
Cw為溫度在+20~ 0℃，Ce為溫度在 0~50℃的平均值。
對于溶液和混懸液而言必須識別出其固體成分。
Qtot=[（CwXw+CfXf）（T1-T0）]+Xw Qe+[（CwXw+CfXf）（T0- T2）] (式2)
式中：Cw——溫度高于0℃的水的比例；
Cf——固體物的比熱容；
Xf——固體比例；
Xw——冰的比例，一直冷凍到溫度為T2。如果溫度達到了T2后并非所有水都被冷凍，則必須引入另外一個術語，以反映未冷凍水的冷卻。
表1列出了不同食品中不可凍結水（UFW)。在將這些數(shù)據與其他文獻相比較時，可能發(fā)現(xiàn)數(shù)值偏小。這不僅取決于不同的原材料以及測量之前探頭的使用歷史，也與測量方法有關。在一個高度濃縮的溶液中有一定量的水不能結晶，水分子不可能再移動到已有的晶體上，這一事實對生物制品的冷凍是重要的。
食品在不同溫度的焓值。-40℃時的焓值設定為0kJ/kg。
在表3中列出了藥品中使用的產品的不可凍結水（UFW）數(shù)據
可通過如下步驟以簡化的方式描述計算的能量從產品冷凍區(qū)向冷卻介質的傳遞過程：設產品為一無限大平板，只從一邊冷卻，而能量則僅沿垂直方向無限延伸。而結晶能則從結晶區(qū)，通過已冷凍的冰，再通過容器底部傳遞到擱板，而后進入冷卻用鹽水。
冷凍時間（Te）可由下列算式近似計算
式中：
Te——冷凍時間；
ΔJ——初始冷凍點和最終溫度之間的焓差；
ΔT——冷凍點和冷卻介質之間的溫度差；
d——平行于主熱傳遞方向上產品的厚度；
ρg——冷凍產品的密度；
λg——冷凍產品的熱導率；
Ksu——冷卻介質和冷凍區(qū)之間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)；
w——導熱項
u——傳熱項
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