中央空调系统中载冷剂的热交换过程主要分为两个部分：在蒸发器中与制冷剂的热交换以及在空调末端设备中与室内空气的热交换3。具体如下：
在蒸发器中与制冷剂的热交换3：
制冷剂循环：在冷水机组中，制冷剂在压缩机的作用下循环，变成高温高压的气体后进入冷凝器，在冷凝器中释放热量给冷却水或大气，然后经过节流装置减压降温，变为低温低压的液态制冷剂，最后到达蒸发器。
载冷剂降温：低温低压的液态制冷剂进入蒸发器后，在蒸发器内蒸发吸热，使蒸发器周围的温度降低。而载冷剂（通常是水）在冷冻水循环泵的推动下流经蒸发器，与蒸发器内的低温制冷剂进行热交换。载冷剂放出热量，温度降低，变成低温的载冷剂（冷冻水）。
在空调末端设备中与室内空气的热交换3：
冷冻水流动：低温的载冷剂（冷冻水）被输送到建筑物中的各个空调末端设备，如风机盘管、空气处理单元等。这些设备通常安装在室内需要调节温度的区域。
热交换过程：在空调末端设备中，载冷剂（冷冻水）与室内空气进行热交换。由于载冷剂的温度低于室内空气的温度，室内空气的热量传递给载冷剂，载冷剂吸收热量，温度升高。而室内空气在失去热量后，温度下降，从而实现了对室内空气的冷却和除湿。
载冷剂回流：吸热后的载冷剂（冷冻水）温度升高，然后通过回水管路再次返回到冷水机组的蒸发器中，重新进行冷却，如此循环往复，不断地将室内的热量带走，以维持室内的温度在设定的范围内。
对于水冷型中央空调系统，还有冷却水系统参与热交换3。冷却水在冷却水循环泵的驱动下流过冷凝器，吸收制冷剂放出的热量，自身温度升高，然后被送往冷却塔，通过与外界空气的热交换将热量散发到大气中，冷却后的水再次被抽回，重复循环。