單級(jí)蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)如下圖1所示。它由壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器組成。其工作過程如下：制冷劑在蒸發(fā)壓力下沸騰， 蒸發(fā)溫度低于被冷卻物體或流體的溫度。壓縮機(jī)不斷地抽吸蒸發(fā)器中產(chǎn)生的蒸氣，并將它壓縮到冷凝壓力， 然后送往冷凝器，在冷凝壓力下等壓冷卻和冷凝成液體，制冷劑冷卻和冷凝時(shí)放出的熱量傳給冷卻介質(zhì)（通常是水或空氣） 與冷凝壓力相對(duì)應(yīng)的冷凝溫度一定要高于冷卻介質(zhì)的溫度，冷凝后的液體通過膨脹閥或其它節(jié)流元件進(jìn)入蒸發(fā)器。 當(dāng)制冷劑通過膨脹閥時(shí)，壓力從冷凝壓力降到蒸發(fā)壓力，部分液體氣化，剩余液體的溫度降至蒸發(fā)溫度，于是離開膨脹閥的制冷劑變成溫度為蒸發(fā)溫度的兩相混合物。 混合物中的液體在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，從被冷卻物體中吸取它所需要的氣化潛熱?；旌衔镏械恼魵馔ǔ７Q為閃發(fā)蒸氣，在它被壓縮機(jī)重新吸入之前幾乎不再起吸熱作用 。
在整個(gè)循環(huán)過程中，壓縮機(jī)起著壓縮和輸送制冷劑蒸氣并造成蒸發(fā)器中低壓力、冷凝器中高壓力的作用，是整個(gè)系統(tǒng)的心臟； 節(jié)流閥對(duì)制冷劑起節(jié)流降壓作用并調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑流量；蒸發(fā)器是輸出冷量的設(shè)備，制冷劑在蒸發(fā)器中吸收被冷卻物體的熱量，從而達(dá)到制取冷量的目的； 冷凝器是輸出熱量的設(shè)備，從蒸發(fā)器中吸取的熱量連同壓縮機(jī)消耗的功所轉(zhuǎn)化的熱量的冷凝器中被冷卻介質(zhì)帶走。根據(jù)熱力學(xué)第二定律， 壓縮機(jī)所消耗的功（電能）起了補(bǔ)償作用，使制冷劑不斷從低溫物體中吸熱，并向高溫物體放熱，從而完整個(gè)制冷循環(huán)。
各部件的作用
壓縮機(jī): 壓縮和輸送制冷蒸汽，并造成蒸發(fā)器中低壓、冷凝器中高壓，是整個(gè)系統(tǒng)的心臟。
冷凝器: 是輸出熱量的設(shè)備，將制冷劑在蒸發(fā)器中吸收的熱量和壓縮機(jī)消耗功所轉(zhuǎn)化的熱量排放給冷卻介質(zhì)。
節(jié)流閥: 對(duì)制冷劑起節(jié)流降壓作用，并調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑流量。
蒸發(fā)器: 是輸出冷量的設(shè)備，制冷劑在蒸發(fā)器中吸收被冷卻對(duì)象的熱量，從而達(dá)到制冷的目的。
兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)中，制冷劑的壓縮過程分兩個(gè)階段進(jìn)行，即將來自蒸發(fā)器的低壓制冷劑蒸氣（壓力為
）先進(jìn)入低壓壓縮機(jī)，在其中壓縮到中間壓力
，經(jīng)過中間冷卻后再進(jìn)入高壓壓縮機(jī)，將其壓縮到冷凝壓力
，排入冷凝器中。這樣，可使各級(jí)壓力比適中，由于經(jīng)過中間冷卻，又可使壓縮機(jī)的耗功減少，可靠性、經(jīng)濟(jì)性均有所提高。 兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)按中間冷卻方式可分為中間完全冷卻循環(huán)與中間不完全冷卻循環(huán)；按節(jié)流方式又可分為一級(jí)節(jié)流循環(huán)與兩級(jí)節(jié)流循不。所謂中間完全冷卻是指將低壓級(jí)的排氣冷卻到中間壓力下的飽和蒸氣。如果低壓級(jí)排氣雖經(jīng)冷卻，但并未冷到飽和蒸氣狀態(tài)時(shí)稱為中間不完全冷卻。如果將高壓液體先從冷凝壓力
節(jié)流到中間壓力
，然后再由
節(jié)流降壓至蒸發(fā)壓力
，稱為兩級(jí)節(jié)流循環(huán)。如果制冷劑液體由冷凝壓力
直接節(jié)流至蒸發(fā)壓力
，則稱為一級(jí)節(jié)流循環(huán)。一級(jí)節(jié)流循環(huán)雖經(jīng)濟(jì)性較兩級(jí)節(jié)流稍差，但它利用節(jié)流前本身的壓力可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離供液或高層供液，故被廣泛采用。
一級(jí)節(jié)流、中間完全冷卻的兩級(jí)壓縮循環(huán)
圖1 示出一級(jí)節(jié)流、中間完全冷卻的兩級(jí)壓縮循環(huán)系統(tǒng)原理圖及相應(yīng)的
圖。
在蒸發(fā)器
中產(chǎn)生的壓力為
的低壓蒸氣首選被低壓壓縮機(jī)A吸入并壓縮到中間壓力
，進(jìn)入中間冷卻器F，在其中被液體制冷劑的蒸發(fā)冷卻到與中間壓力相對(duì)應(yīng)的飽和溫度
，再進(jìn)入高壓壓縮機(jī)B進(jìn)一步壓縮到冷凝壓力
，然后進(jìn)入冷凝器C被冷凝成液體。由冷凝器出來的液體分為兩路：一路流經(jīng)中間冷卻器內(nèi)盤管，在管內(nèi)被盤管外的液體的蒸發(fā)而得到冷卻（過冷），再經(jīng)節(jié)流閥H節(jié)流到蒸發(fā)壓力
，在蒸發(fā)器
中蒸發(fā)，制取冷量；另一路經(jīng)節(jié)流閥
節(jié)流到中間壓力
，進(jìn)入中間冷卻器，節(jié)流后的液體在中間冷卻器F內(nèi)蒸發(fā)，冷卻低壓壓縮機(jī)的排氣和盤管內(nèi)的高壓液體，節(jié)流后產(chǎn)生的部分蒸氣和液體蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸氣隨同低壓壓縮機(jī)的排氣一同進(jìn)入高壓壓縮機(jī)B中，壓縮到冷凝壓力后排入冷凝器C。循環(huán)就這樣周而復(fù)始地進(jìn)行。進(jìn)入蒸發(fā)器的這一部分高壓液體在節(jié)流前先在盤管內(nèi)進(jìn)一步冷卻，可以使節(jié)流過程產(chǎn)生的無效蒸氣量（即干度）減少，從而使單位制冷量增大。
從循環(huán)的工作過程可以看出，與單級(jí)壓縮制冷循環(huán)比較，它不僅增加了一臺(tái)壓縮機(jī)，而且還增加了中間冷卻器和一只節(jié)流閥，且高壓級(jí)的制冷劑流量因加上了在中間冷卻器內(nèi)產(chǎn)生的蒸氣而大于低壓級(jí)的制冷劑流量。
