制冷系统工作时，制冷剂以不同的状态在这个密闭系统内循环流动，每个循环有四个基本过程：
1、压缩过程：压缩机吸入蒸发器出口处的低温低压的制冷剂气体，把它压缩成高温高压的气体排出压缩机。
2、散热过程：高温高压的过热制冷剂气体进入冷凝器，由于压力及温度的降低，制冷剂气体冷凝成液体，并排出大量的热量。
3、节流过程：温度和压力较高的制冷剂液体通过膨胀装置后体积变大，压力和温度急剧下降，以雾状（细小液滴）排出膨胀装置。
4、吸热过程：雾状制冷剂液体进入蒸发器，因此时制冷剂沸点远低于蒸发器内温度，故制冷剂液体蒸发成气体。在蒸发过程中大量吸收周围的热量，而后低温低压的制冷剂蒸气又进入压缩机。这一过程周而复始的进行，达到降低蒸发器周围空气温度的目的。
空调制热并不是不费油，而是油耗很低基本可以忽略不计；制冷则需要消耗能源（费油）。因为大多数汽车的加热装置就是一个与发动机冷却水道连接的暖风水箱，从发动机中带出热量的冷却液流经这个暖风水箱，这个水箱的作用相当于一个水暖器，鼓风机将加热后的暖风送入车厢完成空调制热。所以空调制热并不消耗发动机本身的能源，只是一个冷却系统能量的再利用，所以不消耗能量。
但是在发动机冷车启动启动阶段，此时发动机水温没有加热到合理工作区间（这个可以观察车辆的水温表，80-95度），为了让车辆尽快进入最佳工作状态，燃油系统会增加燃油喷射来提高怠速，加快发动机运转提高水温至合理区间。此时如果打开制热系统，水温不够无法达到空调暖风的效果，车载系统会加大燃油喷射量增加怠速以辅助发动机升温，所以如果在冷车阶段打开热风或者启动后长时间低速行车，其实是比较耗油的一种做法。但是当车辆进入高速阶段或者水温很快升至最佳，那样车辆便不再过量消耗燃油。相反制冷是通过压缩机工作来带动制冷剂循环，压缩机是由发动机通过皮带进行驱动，消耗发动机能量也就是费油。
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