理论循环是在理论条件下构造出的模型,这些理论条件是:
(1)制冷剂的冷凝温度等于高温热源的温度，蒸发温度等于低温热源的温度，且冷凝温度与蒸发温度恒定不变。
(2)在制冷系统中，除节流膨胀产生压力降外，无任何其他流动阻力损失。
(3)压缩过程为等熵过程。
(4)在节流过程中，流速变化可以忽略不计。
(5)除换热设备外，与外界无任何热交换。
(6)制冷剂是纯净的。
单级蒸汽压缩制冷理论循环在lgp-h图及T-s图上的表示见图3-4，其冷凝温度和蒸发温度分别为tk和t0，冷凝压力和蒸发压力分别为Pk和p0。由热力学第一定律，对于在控制容积内状态变化的工质有 dq=dh+dc²一dw式中q=热量 (kJ/kg) h—比焓(k1/kg) c—流速(m/s) w—比功(kJ/kg) dw前的负号表示外界向系统输入功。
根据理论条件，我们可以对理论循环的各个工作过程进行分析。
(1)压缩过程0-2 0-2表示制冷剂在压缩机中的压缩过程，对于理论循环为等熵过程，点0为吸入的低压饱和蒸汽状态点，点2为排出的过热蒸汽状态点。
因ds=0、dq=0、dc=0 故dh = dw0，wo =h2-h0
W0称为单位理论功，在T-s图上用面积0-2-3-4-0表示，在lgp-h图上为线段4-1在横坐标上的投影的长度。
(2)冷凝过程2-3此过程由两段组成，压缩机排出的制冷剂过热蒸汽进入冷凝器后，首先被冷却成饱和蒸汽，即过程2一3"，此时存在传热温差;然后饱和蒸汽被冷凝成饱和液体，即过程3"-3，此凝结过程无传热温差。制冷剂压力不变，始终是与Tk对应的饱和压力Pk。
因dw=0、do=0 故dq=dh，qk =h:一h,
qk称为单位冷凝负荷，在手、图上用面积a-2-3-c-a表示，在lgp-h图上以线段2-3的长度表示。
(3)节流过程3-4制冷剂在节流过程中温度由tk下降至t0，压力由pk下降至P0，焓值基本不变，节流后制冷剂状态进入湿蒸汽区，根据理论循环的假定近似有
因dw=0, dc=0、dq=0 故dh=0，h3=h4
即这一过程的起点和终点处于同一等烙线上。
(4)蒸发过程4-0在此过程中，制冷剂在t0, p0保持不变的情况下气化，吸收气化潜热，而所吸收的热量来自被冷却对象。
因dw=0、dc=0 故dq=dh，q0 =h0-h4=h0-h3
q0称为单位制冷量，在T-s图上用面积0-4-b-a-0表示，在Igph图上以线段4-0的长度表示。
