เครื่องทำความเย็นเกิดขึ้นในกระบวนการสี่ขั้นตอนอย่างต่อเนื่องพร้อมกับด้านแรงดันสูงและแรงดันต่ำ ในวงจรการทำความเย็นจะใช้ของเหลวที่มีจุดเดือดต่ำเป็นสารทำความเย็นหลัก คุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ที่สำคัญของของเหลวเหล่านี้จะแสดงในแผนภูมิสารทำความเย็น แผนภูมิแสดงพล็อตของแรงดันของสารต่ออุณหภูมิเช่นเดียวกับจุดหลอมเหลวจุดสามจุดและจุดวิกฤตหากเกิดขึ้นภายในช่วงการทำงานของสารทำความเย็น โดยใช้แผนภูมิวิศวกรออกแบบการทำความเย็นสามารถเลือกสารทำความเย็นที่เหมาะสมสำหรับระบบที่สนใจ
ตู้เย็นที่บ้านสามารถแสดงสี่ขั้นตอนของวงจรการทำความเย็น มีสามของเหลวที่เกี่ยวข้อง: อากาศในห้อง, อากาศที่ไหลเวียนภายในตู้เย็นและสารทำความเย็น - ทั้งหมดแลกเปลี่ยนความร้อนผ่านการสัมผัสทางอ้อม สารทำความเย็นเข้าสู่เครื่องระเหยคอยส์ด้านหลังตู้เย็นและดูดซับความร้อนจากอากาศอุ่นที่มาจากตู้เย็นทำให้สารทำความเย็นเดือด จากนั้นจะถูกบีบอัดและบีบอัดเป็นของเหลวความดันสูงหลังจากปล่อยความร้อนสู่อากาศในห้อง สารทำความเย็นเหลวความดันสูงที่อบอุ่นจะถูกส่งผ่านวาล์วขยายตัวซึ่งทำให้ความดันและอุณหภูมิลดลงอย่างฉับพลัน สารทำความเย็นเย็นเหลวจะเข้าสู่เครื่องระเหยอีกครั้งและครบวงจร
คุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ของสารทำความเย็นอาจแสดงในแผนภูมิสารทำความเย็นหรือเป็นตารางข้อมูล โดยทั่วไปแล้วแผนภูมิมีประโยชน์มากขึ้นเนื่องจากสารทำความเย็นจำนวนมากสามารถแสดงได้ในการอ้างอิงด้วยภาพเดียว แผนภูมิสารทำความเย็นบางครั้งเรียกว่าแผนภูมิความดันอุณหภูมิหรือแผนภูมิ PT วิศวกรอาจใช้แผนภูมิเพื่อค้นหาสารทำความเย็นที่ทำงานที่ความดันต่ำเพื่อลดคะแนนความดันที่จำเป็นสำหรับระบบเฉพาะ หากความดันต่ำเกินไปอัตราส่วนการบีบอัดจะสูงผิดปกติทำให้ขั้นตอนการบีบอัดไม่สามารถทำได้
แผนภูมิสารทำความเย็นแสดงอุณหภูมิการเดือดและแรงดันของสารทำความเย็น เป็นที่พึงปรารถนาที่จะทำงานเหนือความดันบรรยากาศเพื่อหลีกเลี่ยงความชื้นและการรั่วไหลของอากาศเข้าสู่ระบบ ในการทำเช่นนั้นจุดเดือดของสารทำความเย็นควรจะต่ำกว่าระดับอุณหภูมิของระบบ อุณหภูมิและจุดความดันที่สำคัญจะถูกพล็อตบนแผนภูมิสารทำความเย็น ระบบจะต้องทำงานได้ต่ำกว่าค่าวิกฤตที่ขั้นตอนของเหลวและก๊าซมีคุณสมบัติเหมือนกัน
แผนภูมิสารทำความเย็นหาได้จากผู้ขายสารทำความเย็นหรืออุปกรณ์ทำความเย็น อุปกรณ์ประเภทต่าง ๆ ที่ใช้ในระบบทำความเย็นเช่นอุปกรณ์แบบลูกสูบหน่วยการดูดซับหรือหน่วยเจ็ตไอพ่นต้องใช้สารทำความเย็นที่แตกต่างกัน การอ้างอิงทางวิศวกรรมเคมีส่วนใหญ่รวมถึงแผนภูมิสารทำความเย็น ผู้ใช้ที่ไม่คุ้นเคยกับสารทำความเย็นควรปรึกษาวิศวกรมืออาชีพหรือช่างเทคนิค HVAC ที่มีคุณสมบัติก่อนเปลี่ยนสารทำความเย็นเนื่องจากความกังวลเกี่ยวกับอุปกรณ์แรงดันสูงและกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับสารทำความเย็นไฮโดรคาร์บอนคลอรีน
