E’ noto che il trasferimento di energia termica da una sorgente a temperatura superiore non può avvenire spontaneamente.  Affinché ciò avvenga è necessaria una sorgente, posta nell’ambiente, che fornisca energia.
Quando un liquido evapora assorbe calore dai corpi che lo circondano; cioè quando un liquido passa allo stato gassoso sottrae calore ai corpi che gli stanno attorno, e quindi anche all’ari; in tal modo i corpi cedendo calore si raffreddano. Così si produce il “freddo”. I liquidi e i gas che lo producono si dicono fluidi refrigeranti o liquido frigorigeno. Se si lascia un liquido frigorigeno liberamente a contatto con dell’aria, esso passa dallo stato liquido allo stato gassoso, sottraendo il calore all’aria per la sua trasformazione, e quindi l’aria si raffredda ma il gas sfugge .Per avere una economia di esercizio, e poter riavere il freddo infinite volte con lo stesso gas, bisogna recuperarlo. Per poter ottenere tale risultato è necessario utilizzare un altro principio fisico; cioè quando un gas si comprime e si raffredda nello stesso tempo, il gas passa allo stato liquido.
In tal modo noi avremo chiarito il circuito frigorifero che è formato da un apparecchio scambiatore (E) ove il fluido evapora producendo il freddo,  e che chiameremo evaporatore; da una pompa o compressore  (C) il quale aspira il vapore e lo comprime per inviarlo in un altro scambiatore ove esso viene raffreddato e si riduce liquido  o condensato, e che quindi chiameremo condensatore (Co) o liquefattore, poi dalle tubazioni che raccordano le varie parti così da fornire un circuito o collegamento chiuso; ed infine ad un organo che possa regolare l’alimentazione del fluido all’evaporatore, e che pertanto chiameremo regolatrice o valvola di espansione o valvola di espansione (V.L.).
I sistemi che compiono questa conversione energetica sono detti “impianti operatori”; in particolare, si parla, di impianti frigoriferi, sistemi che operano ciclicamente secondo un ciclo detto “inverso”, perché il senso di percorrenza del fluido di lavoro è antiorario.
Nelle applicazioni pratiche il più diffuso impianto è quello indicato come impianto a compressione di vapore, nel quale la sorgente esterna eroga energia meccanica ed il ciclo è ubicato a cavallo della regione basica.
Il ciclo di funzionamento standard prevede che il fluido evolvente venga prelevato dall’evaporatore nello stato 1 di vapore saturo secco alla pressione p1 e venga compresso mediante il compressore fino alla pressione p2, in condizioni di vapore surriscaldato, il fluido entra nel condensatore, dove viene prima de surriscaldato fino alla temperatura di saturazione corrispondente alla p2 (T3) poi condensato; il liquido saturo nello stato 3 viene laminato nella valvola di laminazione fino allo stato 4 di vapore saturo, per poi essere inviato all’evaporatore, da cui esce di nuovo allo stato 1. Nel caso di impianto frigorifero l’evaporatore ha il compito di prelevare la potenza termica Q2 dall’ambiente da refrigerare, mentre il condensatore ha il compito di smaltire la potenza termica Q2 nell’ambiente esterno (mediante aria o acqua).
La maggior parte degli impianti frigoriferi incorpora  un ricevitore, che serve ad accumulare il liquido preveniente dal condensatore per poi lasciarlo fluire all’evaporatore nelle quantità richieste. Il livello del liquido del ricevitore si innalza e si abbassa al variare delle funzioni operative nell’evaporatore e nel condensatore.