深冷空分装置除了纯化产品加压等外圊系统之外，核心部分可以分为两大块，其中一块是制冷，包括压缩机换热器及膨胀机，另一块则是空气精馏分离，包括压缩机换热器精馏塔。当然深冷空分装置中制冷部分和空气精馏部分是完全结合在一起的。由于地球环境中根本不存在可以使空气液化的条件，通过制冷实现空气液化也就成为了深冷空分的前提条件。 热力学中制冷的方法有两种，一种是热泵法，所谓热泵运用的是热力学第二定律即通过输入功使热量由比环境温度低的物体向温度高的环境输出，从而使物体的温度越来越低，空调就是日常生活中的热泵运用实例，热泵在深冷空气精馏分离也有极端重要的运用，这一点深冷空分技术界至今还是一无所知，这一点到空气精馏分离时我再详加论述。另一种制冷方法是所谓的膨胀法，是热力学第一定律的运用，具体来说就利用等温焓差来实现制冷。所谓的等温焓差其实就是相同温度的空气压力越高其烩值越低，如堕我们空气加压到很高的压力，再冷却到环境温度，那么压力空气绝热膨胀不管它是否对外做功，膨胀后的空气温度都会下降到环境温度以下，从而实现制冷。当然绝热膨胀后的空气温度的下降幅度是有限的，并不能一次性实现空气液化，但可以通过换热器用膨胀后的低温空气与压力空气进行换热，这样循环几次后，膨胀后空气低于压力空气的沸点，实现空气的液化！