Основен хладилен цикъл
Това е удобна отправна точка, тъй като позицията му обикновено се променя малко, въпреки различните модификации на главния контур, които ще бъдат обсъдени по-късно.
A-B. Течността се разширява в контролния клапан. В същото време не обменя енергия с околната среда, нито топлинна, нито механична. Разширяването става при постоянна енталпия. Процесът на разширяване е показан на фиг. 01 с права линия, перпендикулярна на оста на енталпията.
Когато налягането започне да намалява, в началото нищо не се случва; температурата остава почти постоянна. Накрая налягането на течността достига кривата на насищане. По-нататъшно намаляване на налягането означава, че температурата също трябва да се понижи, в противен случай течността ще бъде прегрята, което е термодинамично нестабилно състояние.
Така течността се охлажда, а освободената енергия отива за изпаряване на част от течността, или с други думи изпаряващата се течност охлажда останалата течност. Колкото по-ниско е налягането, толкова повече течност ще се изпари.
B. Течността е достигнала крайното налягане. Делът на изпарената течност може да се определи с помощта на линии с равни концентрации. В нашия пример хладилният агент се е разширил до налягане от 1,63 бара (-30°C), с концентрация на пари от 33,9%.
B-D. Частично изпареният хладилен агент влиза в изпарителя. Останалата течност се изпарява там, като по този начин се получава необходимия охлаждащ ефект. Първо, състоянието на хладилния агент достига точка C (100% наситена пара), но обикновено има леко прегряване в изпарителя - системата отива в точка D.
D. Парата излиза от изпарителя при 1,63 бара (равновесна температура -30°C), прегрята до -25°C.
D-E. Парата се компресира в компресора до кондензационното налягане. Компресията трябвада бъде възможно най-идеален, тоест не топлинна, а механична енергия трябва да се прехвърли на парата, за да се повиши налягането до необходимото ниво, в нашия пример до 15,3 бара, което съответства на 40 ° C.
Компресията обаче не може да се случи перфектно. Има вътрешно триене между движещите се части на парата, триене на смазочното масло, изтичане на сгъстен газ в смукателната зона и др. Всичко това води до допълнително нагряване на парата. Следователно парата няма да бъде компресирана по протежение на изентропата D-E', а по някакъв неопределен път с по-висока крайна температура, обозначена с точка E. Количеството на тази добавена енергия зависи от ефективността на компресора h. По този начин:
H (E) - H (O) = (H (E) - H (D) ) / h (действителна мощност на компресора)
Познавайки (от производителя) стойността на h и стойностите на H (E) и H (O) (от диаграмата), можете да изчислите H (E). Освен това, знаейки крайното налягане (от диаграмата), намираме температурата на хладилния агент на изхода на компресора.
E-F. Прегрятата пара напуска компресора при доста висока температура. Носи енергия, която е твърде ценна, за да я губим. Прегряването може да се елиминира в специален топлообменник, а получената топлина се използва за производство на топла вода или за отопление на помещения.
F-A. Накрая парата влиза в кондензатора, вероятно леко прегрят (малко вдясно от точка F), и кондензира. Кондензатът обикновено напуска кондензатора не наситен, а леко преохладен и процесът се връща в началната точка А с налягане от 15,33 bar (40°C) и температура от 35°C.