相變是指物質集聚態的變化。機房空調物質在發生相變時，由于分子重新排列和分子熱運動速度改變，必然伴隨著吸收或放出一定的熱量，這種熱量稱為相變潛熱。相變制冷就是利用物質由質密態到質稀態的相變(融化、蒸發、升華)時的吸熱效應達到制冷目的。

1)固體融化制冷

制冷技術中常用純水冰、溶液冰或冰鹽的融化過程來制冷。由于這種方式都是以一定數量的固體物質作制冷劑，作用于被冷卻對象，一旦固體全部相變制冷過程即告結束，所以不能利用它們的融化過程來組成制冷機的循環。

天然冰制冷是最早使用的降溫方法，但它的來源是有限的，現代制冷技術中大量應用的純水冰都是制冷機制備的。在標準大氣壓（101325Pa）下，純水冰的融化溫度為273.15K，融化潛熱為335kJ/kg。所以，利用純水冰融化能使被冷卻的物體保持O℃以上的溫度。

水的相平衡圖，3條相平衡線將圖分為3個區域，即:水、水蒸氣和冰。三相點O的溫度為273.16K，壓力為610.62Pa。OC線是水蒸氣和水的平衡線，即水汽化過程中的溫度和壓力關系曲線;OB線是冰和水的平衡線;OA線是冰和水蒸氣的平衡線，即冰的升華曲線。可以看出，在三相點和三相點以下時，冰可以直接升華為水蒸氣，冰升華時的溫度與相應的壓力有關。盡管冰升華也可以制冷，但實際應用中主要還是利用冰融化制冷。

冰鹽作為制冷劑可以實現0℃以下的制冷。冰鹽是指冰和鹽類的混合物，工業上應用最廣的是冰塊與工業食鹽(NaCl)的混合物。冰鹽冷卻過程包括冰融化吸熱和鹽溶解吸熱:首先是冰吸熱融化，在冰表面形成一層水膜，此時的溫度為OC;接著鹽溶解于水膜中，同時要吸收溶解熱，造成鹽水膜的溫度降低;繼而冰在較低的溫度下進一步融化，并通過其表層的鹽水膜與被冷卻對象發生熱交換。這樣，當冰全部融化后，形成均勻的鹽水溶液。冰鹽冷卻所能到達的溫度與鹽的種類及混合物中鹽與冰的比例有關。

當冰鹽按一定的配比混合融化后可以形成共品溶液，常常被用來凍結成共晶冰(也稱溶液冰)進行冷量儲存，然后在需要用冷的時候吸收熱量而融化，使冷卻對象降溫。共晶冰在融化過程中溫度是不變的，該溫度稱為共晶溫度。共晶溫度低于0℃的共晶冰通常用于無機械制冷的冷藏汽車中，共晶溫度高于0℃的共晶冰通常作為蓄能空調系統的儲能介質。

近年來，固體相變蓄冷技術在制冷空調中的研究和應用日益廣泛，其目的在于緩解能量供求雙方在時間、強度和地點上的不匹配，合理利用能源和減少環境污染。例如，采用傳統的冰蓄冷，在冷量富足時通過制冰將冷量儲存到固態冰中，到冷量需求很大的時刻再以冰融化的方式將冷量釋放出來，從而解決制冷設備定常制冷量與用冷負荷起伏的不平衡矛盾。采用動態制冰技術制取冰水混合物(Iceslurry)便于輸送，在食品冷截方面更是具有得天獨厚的優勢。

在蓄冷空調系統的應用中，由于冷源溫度的需求不是很低，若采用冰蓄冷，則系統中還需要增加中間換熱裝置，而且制冰過程中制冷機的效率要比正常空調工況下的低。因此，目前很多研究者都致力于研究開發融點在4-10℃的相變材料作為空調蓄能用。這類材料通常叫做高溫相變材料，簡稱PCM。目前，這類材料的研究集中在兩方面:一是共晶鹽或復合鹽水合物，代表性的成果是由美國TRANSPHASE公司與哈佛大學生化研究所在1981年開發成功的T-47型(融點為8.3℃)和1988年調配成功的T-41(融點為5℃)型兩種產品;二是氟利昂氣體水合物，其融點可通過調節氣體壓力達到。