空气膨胀制冷是利用气体压力降低过程中分子能量变化引起温度下降的机理来实现制冷的目的，是制冷剂不发生相变的制冷方式，所使用的制冷剂为空气。当需要得到更低的制冷温度时，也可使用其他沸点更低的气体如氮气、氦气等。
图2-23所示为等压循环空气膨胀制冷原理。系统由空气压缩机、截止阀、膨胀机、空气冷却器等组成。
低压空气①经过空气压缩机1压缩为高温高压的空气②，然后进入空气冷却器7中等压冷却降温为高压中温的空气③。高压中温的空气③经膨胀机6降温降压为低温低压的空气④，膨胀机6同时回收膨胀功。低温低压的空气④被送入用户3向用户供冷。在用户处吸收热量升温的低压空气①再进入压缩机压缩为高温高压的空气。以此循环不息，实现连续制冷的目的。
