空气压缩式制冷设备基于逆布雷顿循环工作，核心部件围绕 “空气压缩→冷却→膨胀→吸热” 的流程配置，缺一不可，具体包括以下几类：
压缩机
这是整个系统的动力源，作用是对常温常压的空气进行绝热压缩，使其压力和温度大幅升高，为后续的热量释放和降温做准备。
为提升效率，工业或特殊场景中常采用多级压缩机，搭配级间冷却器分步压缩，减少单次压缩的能耗。
冷却器（换热器）
相当于蒸汽压缩式制冷中的冷凝器，高温高压的压缩空气流经冷却器时，与冷却水或室外空气进行热交换，释放热量并降温至接近环境温度，同时保持压力基本不变。
冷却器的换热效率直接影响后续膨胀降温的效果，通常采用翅片管式结构强化换热。
膨胀机
这是空气压缩式制冷的核心降温部件，也是区别于蒸汽压缩式制冷的关键部件。
常温高压的空气进入膨胀机后，会进行绝热膨胀并对外做功，空气的内能大幅下降，温度急剧降低，最终形成低温低压的冷空气。
膨胀机的性能（如膨胀效率）决定了制冷的温度，常见类型有涡轮膨胀机、活塞膨胀机等。
空气冷却器（蒸发器）
低温低压的冷空气流入该部件，与需要降温的空间或介质（如机舱空气、工业物料）进行热交换，吸收热量实现制冷效果。
吸热后的空气温度回升至接近环境温度，随后再次进入压缩机，完成循环。
辅助部件
过滤器：过滤空气中的粉尘、杂质，防止磨损压缩机、堵塞换热器和膨胀机流道。
节流阀 / 调节阀：调节空气的流量和压力，匹配不同制冷负荷的需求，稳定系统运行。
管路与保温层：输送空气的管路需要做好保温，减少冷量损耗；高温段管路也需隔热，避免热量散失或对周围环境造成影响。