コンプレッサベースの冷却システムがどのように機能するかを理解するには、次の3つの物理現象に留意する必要があります。
基本的な物理的原理
ガスが圧縮されると、その温度は上昇します。逆に、膨張すると温度が下がります。これは熱力学の第一法則の影響のひとつです。
純粋な液体の温度は、沸騰または凝縮しても一定のままです。沸騰する水の温度を測定すると、水が液体として存在する限り、温度は212°Fまたは100°Cで一定のままです。ガスが凝縮すると、すべてのガスが液体に変わるまで、システムの温度は一定のままです。
流体が相変化を起こすには、かなりの量のエネルギーが必要です。一定量の水を完全に沸騰させるには、同じ量の水を32°Fから211°Fに加熱するよりも多くのエネルギーが必要です。これは、相変化中にかなりの量のエネルギーを貯蔵し、放出できることを意味します。
冷蔵サイクル
冷蔵サイクルは連続プロセスです。冷媒は、コンプレッサからコンデンサ、計量装置を通って蒸発器に移動し、その後サイクルが繰り返されます（図1を参照）。
コンプレッサは蒸発器から低圧ガスを受け入れ、その名の通り圧縮によって高圧ガスに変換します。ガスが圧縮されると温度が上昇します。
その後、高温の冷媒ガスがコンデンサに流入します。コンデンサは、冷媒を冷却するために、より冷たい流体（通常は外気）を使用する熱交換器です。冷媒がこの熱交換器を流れると、凝縮して高温の液体になります。液体冷媒はコンデンサを出て、システムの計量装置に流れます。
計量装置は、膨張弁または毛管ということもあり、圧力降下を作り出すために使用されます。前述のように、圧力が下がると液体の温度と沸点が低くなります。一部の冷媒液が気化し、液体とガスの混合物の温度が低下します。その後、冷たい冷媒が蒸発器に流れます。
蒸発器は、熱源と冷媒の間で熱を移動させる別の熱交換器です。チラーでは、熱源は機器に流れ込む冷却液です。冷媒は低温の気液混合物として蒸発器に入ります。設計上、熱源の温度は常に冷媒の沸点よりも高くなります。蒸発器では、冷媒は熱源から熱を吸収する際に気化します。冷媒の温度は、気化しても一定のままです。その後、冷媒はガスとして蒸発器を出てコンプレッサに入り、サイクルが再開されます。
