尼卡诺循环原理
卡诺循环由四个循环过程、两个绝热过程和两个等温过程组成。它是1824年NN的。.L.S.卡诺(见卡诺父子)在理论研究热机*可能的效率时提出的问题。卡诺假设工作物质只与两个恒温热源交换热量，没有散热、漏气、摩擦等损耗。为了使过程准静态，工作物质从高温热源吸热应为无温差等温膨胀过程，同样，向低温热源放热应为等温压缩过程。由于只与两个热源交换热量的限制，离开热源后只能是一个绝热过程。卡诺循环的热机被称为卡诺热机。
卡诺进一步证明了以下卡诺定理：①所有在同一高温热源和同一低温热源之间工作的可逆热器效率相等，与工作材料无关，其中T1、T2是高温和低温热源的绝对温度。②所有在同一高温热源和同一低温热源之间工作的不可逆热器的效率都不能大于可逆卡诺热器。可逆和不可逆热器分别经历了可逆和不可逆的循环过程。
卡诺定理阐述了热机效率的限制，指出了提高热机效率的方向（提高T1）、降低T2、减少散热、漏气、摩擦等不可逆损失，使循环尽可能接近卡诺循环），成为热机研究的理论依据、热机效率的限制、实际热力学过程的不可逆性和相关研究，导致热力学第二定律的建立。
在卡诺定理的基础上建立的绝对热力学温度标准与温度测量物质和温度测量属性无关，使温度测量基于客观的基础。此外，卡诺循环和卡诺定理的应用还可以研究表面张力、饱和蒸汽压力与温度的关系以及可逆电池的电动势。还应强调的是，卡诺定理是一项普遍的理论研究，不包括特定设备和特定工作物质的抽象，已经贯穿于整个热力学研究中。
逆卡诺循环为制冷理论奠定了基础，反卡诺循环揭示了空调制冷系数（通常称为EER或COP）的极限。所有的蒸汽压缩制冷都不能突破逆卡诺循环。[1]
理论
在逆卡诺循环理论中，只有以下两个方法可以提高空调的制冷系数:
1.提高压机效率。从上面的推导可以发现，小型空调理论上只有19%的效率提高空间；大型螺杆水机效率提高9%。
2.膨胀功损失与内部摩擦损失(所谓内部不可逆循环)：其中，减少内部摩擦损失几乎没有空间和意义。在songrui版主的液压电机问世之前，解决膨胀功损失的唯一途径就是使用比容大的制冷剂来降低输送质量。R410A等复合制冷剂由于比容大于R22，减少了膨胀功的损失，相对提高了制冷系数。但就目前的情况来看，通过使用比容大的制冷剂，制冷系数的增加空间不会超过6%。(极限空间12%)[1]
原理
根据逆卡诺循环的基本原理：
经膨胀机构节流处理后，低温高压液体制冷剂变成低温低压液体制冷剂，进入空气交换机蒸发吸热，从空气中吸收大量热量Q2；
蒸发吸热后的制冷剂以气态进入压缩机，压缩后变成高温高压制冷剂(此时制冷剂中的热量分为两部分:一部分是从空气中吸收的热量Q2，另一部分是压缩制冷剂时输入压缩机中的电能转化为的热量Q1；
压缩的高温高压制冷剂进入热交换器，将热量（Q1+Q2）释放到热交换器中，冷水加热至60℃，直接储存在保温水箱中供用户使用；
放热制冷剂以液态形式进入膨胀机构，节流降压...如此不间断的循环。
冷水获得的热量Q3=制冷剂从空气中吸收的热量Q2+驱动压缩机的电能转化为热量Q1。在标准条件下:Q2=3.6Q1，即消耗一个电能，获得4.6个热量。[2]
分解
它由两个等温过程和两个保温过程组成。假设低温热源（即冷却物体）温度为T0，高温热源（即环境介质）温度为TK，吸热过程中工质温度为T0，放热过程中工质与冷源、高温热源之间无温差，即传热在等温下进行，压缩膨胀过程无损失。其循环过程为：
首先，工质从T0下的冷源（即冷却物体）吸收热量q0，等温吸收4-1，然后通过绝热压缩1-2，将其温度从T0升高到环境介质，然后在TK下等温放热2-3，将热量qk释放到环境介质（即高温热源），*后将绝热膨胀3-4，使其温度从TK降低到T0，即使工质恢复到初始状态4，从而完成一个循环。
对于逆卡诺循环：
(S1-S4)Q0=T0
qk=Tk(S2-S3)=Tk(S1-S4）
w0=qk-q0=Tk(S1-S4)-T0(S1-S4)=(Tk-(S1-S4)
逆卡诺循环制冷系数εk为：T0/(Tk-从上面的公式可以看出，逆卡诺循环的制冷系数与工作质量的性质无关，只取决于冷源(即冷却物体)的温度T0和热源(即环境介质)的温度TK；减少TK和提高T0可以提高制冷系数。此外，热力学第二定律还可以证明：“逆卡诺循环的制冷系数是在给定的冷源和热源温度范围内工作的*高逆循环。”。任何实际制冷循环的制冷系数都小于逆卡诺循环的制冷系数。
综上所述，理想的制冷循环应该是逆卡诺循环。事实上，逆卡诺循环是不可能实现的，但它可以作为评估实际制冷循环改进程度的指标。通常在相同温度下工作的实际制冷循环的制冷系数ε逆卡诺循环制冷系数与逆卡诺循环制冷系数εk之比，称为制冷机循环的热完善度，符号η表示。即：η=ε/εk。
热完善是用来表示制冷循环接近逆卡诺循环的程度。它也是制冷循环的技术经济指标，但不同于制冷系数的意义。不同工作温度的制冷循环不能根据制冷系数的大小来比较循环的经济性，只能根据循环热完善的大小来判断
