工業制冷機組制冷系統如果從壓縮方式來分類的話，有單級壓縮、雙級壓縮和復疊制冷等形式，其中單級壓縮制冷在工業冷水機組中的應用是最為普遍和基本的方式，那么制冷劑（冷媒）在制冷過程中的狀態是如何變化的呢？
    低壓制冷劑蒸汽進入壓縮機，被壓縮為高壓過熱蒸汽，再進入冷凝器進行冷凝。冷凝后的高壓液態制冷劑經過熱力膨脹閥膨脹節流成低壓制冷劑濕蒸汽，進入蒸發器并在其中吸熱氣化，最后低壓制冷劑蒸汽被壓縮機再次吸入進入下一次制冷循環。制冷劑在壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器這四個部件中分別完成壓縮、冷凝、節流和蒸發的過程，形成一個完整的制冷循環。
制冷劑壓縮過程
    低壓制冷劑蒸汽從冷水機組蒸發器末端進入壓縮機被壓縮做功后，其壓力也快速上升到冷凝壓力，由于制冷劑蒸汽是在瞬間被壓縮和排出，所以熱量并不會被傳遞到外界環境中，可以認為這是一個絕熱壓縮的過程。
制冷劑冷凝過程
    制冷劑高壓過熱蒸汽進入工業冷水機組冷凝器后，冷凝器會不斷地將制冷劑中的熱量帶出，從而制冷劑由高壓過熱蒸汽轉化為飽和蒸汽，并在不斷地冷凝過程中成為飽和液態制冷劑。
制冷劑節流過程
    當飽和的液態的制冷劑經過工業冷水機組的節流裝置如毛細管、熱力膨脹閥時，制冷劑壓力被迅速釋放，制冷劑的溫度也逐漸降低為蒸發溫度。這時制冷劑（冷媒）是處于一種氣相和液相并存的狀態，不過制冷劑液體占絕大部分，而制冷劑蒸汽占比較少的部分。
制冷劑蒸發吸熱過程

    制冷劑從節流裝置進入工業冷水機組的蒸發器后，氣液混合物不斷從循環的載冷劑中吸收熱量并汽化成為氣態制冷劑，載冷劑(水、乙二醇或鹽水)被不斷冷卻并將冷量輸出到應用設備，蒸發完全的制冷劑則被壓縮機吸入進行下一次壓縮循環過程。