Низкое значение холодильного коэффициента воздушной холодильной установки обусловлено тем, что подвод и отвод тепла производятся, не по изотермам, а по изобарам.
Эти процессы удается осуществить изотермически, если в качестве холодильного агента используется влажный пар какой-либо жидкости, у которой температура кипения tн < 0°С при атмосферном давлении.
Влажный пар хладагента сжимается в компрессоре 1 до давления p1, причем влажность его уменьшается и в конце сжатия пар становится сухим насыщенным (линия 1 - 2).
Следует отметить, что в конце сжатия пар может быть как в состоянии перегрева, так и в состоянии влажного насыщения.
Перегревать пар, используя компрессоры высокой степени сжатия, нецелесообразно, т.к. известно, что величина работы компрессора прямо пропорциональна затрачиваемой мощности на его привод.
После компрессора пар поступает в конденсатор 2, где за счет отдачи теплоты парообразования охлаждающей воде при постоянных давлении p1 и температуре T1 по линии 2 - 3 он превращается в жидкость.
Из конденсатора жидкость поступает в редукционный вентиль 3, где она дросселируется с понижением давления от p1 до р2 по необратимой адиабате 3 - 4 (условное изображение), что сопровождается возрастанием энтропии, понижением температуры до Т2 и частичным испарением жидкости, которая превращается во влажный пар.
Применение редукционного вентиля вместо детандера уменьшает холодопроизводительность по сравнению с циклом Карно на величину площади 6-4-4'-3’-6. Однако такая ХМ получается конструктивно более простой.
В рефрижераторе 4 этот пар отбирает тепло от охлаждаемого объекта и подсушивается при постоянных давлении р2 и температуре Т2 по линии 4 - 1, чем цикл и завершается.
В процессе 4 - 1 влажный пар холодильного агента получает в 
рефрижераторе тепло
,
в процессе 2 - 3 холодильный агент отдает теплоту охлаждающей воде конденсатора в количестве
.
При дросселировании энтальпия не изменяется, следовательно i3 = i4, а холодильный коэффициент
Повысить экономичность парокомпрессионной холодильной машины можно, увеличив площадь 4-1-1'-4'-4 (повысив температуру Т2 в холодильной камере или приоткрыв дроссельный вентиль, что повлечёт уменьшение глубины дросселирования).
Также можно уменьшить площадь 1-2-3-4-1 за счёт использования более холодной воды для охлаждения конденсатора.
Верхняя температура цикла (читай- температура хладагента) Т1 определяется значением температуры охлаждающей воды. Принимая последнюю в среднем равной 20°С, получаем температуру T1 примерно 25-30°С.
Нижняя температура цикла (читай- температура хладагента) Т2 задается в зависимости от назначения холодильной установки и соответствующей температуры охлаждаемого объекта, которая может быть равной от 0 до 120°С, а иногда еще ниже.
Желательно, чтобы при температуре Т2, на 9-10 °С меньшей, чем указанные величины, давление насыщенных паров холодильного агента было близко к атмосферному, что важно с точки зрения вакуумной плотности.
В качестве холодильных агентов используют так называемые фреоны – фторхлорпроизводные углеводородов (в основном метана). Они отличаются химической стойкостью, нетоксичностью, отсутствием взаимодействия с конструкционными материалами.
Температура кипения при атмосферном давлении для фреонов различных типов изменяется в широком диапазоне. Например, температура кипения при атмосферном давлении для фреона-12 (CCl2F2) равна –29,8 °С.