如前所述，逆卡诺循环是由两个定温、两个绝热过程组成。但是实际采用的蒸气压缩式制冷的理论循环是由两个定压过程，一个绝热压缩过程和一个绝热节流过程组成。它与逆卡诺循环(理想制冷循环)所不同的是:
(1)蒸气的压缩采用干压缩代替湿压缩。压缩机吸入的是饱和蒸气而不是湿蒸气。
(2)用膨胀阀代替膨胀机。制冷剂用膨胀阀绝热节流降压。
(3)制冷剂在冷凝器和蒸发器中的传热过程均为定压过程，并且具有传热温差。
图1-5为蒸气压缩制冷理论循环图。它是由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器等四大设备组成，这些设备之间用管道依次连接形成一个封闭的系统。它的工作过程是:压缩机将蒸发器内所产生的低压低温制冷剂蒸气吸入气缸内，经过压缩机压缩后使制冷剂蒸气的压力、温度升高，然后将高压高温的制冷剂蒸气排入冷凝器;在冷凝器内，高压高温的制冷剂蒸气与温度比较低的冷却水(或空气)进行热量交换，把热量传给冷却水(或空气)，而制冷剂本身放出热量后由气体冷凝为液体，这种高压的制冷剂液体经过膨胀阀节流降压、降温后进入蒸发器;在蒸发器内，低压低温的制冷剂液体吸收被冷却物体(食品或空调冷冻水)的热量而气化，而被冷却物体(如食品或冷冻水)便得到冷却，蒸发器中所产生的制冷剂蒸气又被压缩机吸走。这样制冷剂在系统中要经过压缩、冷凝、节流、气化(蒸发)四个过程，也就完成了一个制冷循环。
综合上述，蒸气压缩式制冷的理论循环可归纳为以下四点:
(1)低压低温制冷剂液体(含有少量蒸气)在蒸发器内的定压气化吸热过程，即从低温物体中夺取热量。该过程是在压力不变的条件下，制冷剂由液体气化为气体。
(2)低压低温制冷剂蒸气在压缩机中的绝热压缩过程。这个压缩过程是消耗外界能量(电能)的补偿过程，以实现制冷循环。
(3)高压高温的制冷剂气体在冷凝器中的定压冷却冷凝过程。就是将从被冷却物体(低温物体)中夺取的热量连同压缩机所消耗的功转化成的热量一起，全部由冷却水(高温物体)带走，而制冷剂本身在定压下由气体冷却冷凝为液体。
(4)高压制冷剂液体经膨胀阀节流降压降温后，为液体在蒸发器内的气化创造了条件。
因此，蒸气压缩式制冷循环就是制冷剂在蒸发器内夺取低温物体(空调冷冻水或食品)的热量，并通过冷凝器把这些热量传给高温物体(冷却水或空气)的过程。
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