往複式壓縮機廣泛應用于中、小型制冷裝置， 其結構如圖2⁃1所示。當曲軸（1）被原動機帶動旋轉時，通過連杆（4）的傳動，活塞（5）在氣缸（2）内做上、下往複運動，并在吸氣閥（9）、排氣閥（8）的配合下，完成對制冷劑的吸入、壓縮和輸送。
工作原理
往複式制冷壓縮機的工作循環分為四個過程，如圖 2⁃2 所示。
通過壓縮過程，将制冷劑的壓力提高。
當活塞處于最下端位置1—1（稱為内止點或下止點）時，氣缸内充滿了從蒸發器吸入的低壓蒸氣，吸氣過程結束；活塞在曲軸-連杆機構的帶動下開始向上移動，此時吸氣閥關閉，氣缸工作容積逐漸減小，處于缸内的制冷劑受壓縮，溫度和壓力逐漸升高。
活塞移動到2—2位置時，氣缸内的蒸氣壓力升高到略高于排氣腔中的制冷劑壓力時，排氣閥開啟，開始排氣，制冷劑進入冷凝器。活塞繼續向上運動，氣缸内制冷劑的壓力不再升高，制冷劑不斷地通過排氣管流出，直到活塞運動到最高位置3—3（稱為外止點或上止點）時排氣過程結束。排氣過程結束時，在餘隙容積中的氣體為高壓氣體。
活塞開始向下移動時，排氣閥關閉。吸氣腔内的低壓氣體不能立即進入氣缸， 此時餘隙容積内的高壓氣體因容積增加而壓力下降， 直至氣缸内氣體的壓力降至稍低于吸氣腔内氣體的壓力，即将開始吸氣過程時為止。此時活塞處于位置4—4。
理想循環熱力性能
主要兩個名額：理論輸氣量&等熵比功
（1）理論輸氣量
圖2-3所示為單級往複式壓縮機理論循環。按圖 2⁃3， 每一循環從一個直徑為 D、 活塞行程為 S 的氣缸中排出的氣體容積， 按壓縮機進口處吸氣狀（Ps、Ts）計算， 等于活塞移動一個行程所掃過的氣缸工作容積Vp，機關為m3
理論容積輸氣量qVt（或稱理論排量）,機關為m3/h，是指壓縮機按理論循環工作時，在機關時間内所能供給（按進口處吸氣狀态換算）的氣體容積， 即
式中：
i——壓縮機的氣缸數；
n——壓縮機的轉速，機關為r/min。
（2）等熵比功
壓縮機完成理論循環時， 吸入1kg氣體所消耗的功Wts，稱為等熵比功， 它由吸、 排氣過程的流動功和壓縮過程的壓縮功綜合而成。
式中 ：
wts——等熵比功，機關為J/kg；
hdk——制冷劑在吸氣狀态下的比焓，機關為J/kg；
hs0——制冷劑在排氣狀态下的比焓，機關為J/kg。
實際循環
壓縮機氣缸内進行的實際過程是相當複雜的，通常用示功器記錄不同活塞位置或曲軸轉角時氣缸内部氣體壓力的變化，所得的結果就是p-V示功圖或p-θ圖，如圖 2⁃4 所示。有了p-V示功圖或 p-θ圖，便可運用熱力學理論和積累的經驗，對整個工作循環及各個工作過程作出分析、 判斷。
對照理論循環（圖2-4 Vs 圖2-3），實際循環有以下幾方面的差別：
（1）存在餘隙容積内的氣體膨脹
（2）吸氣終止時缸内氣體壓力低于吸氣壓力
（3）排氣過程中缸内氣體壓力高于排氣壓力
（4）壓縮過程的前期， 因氣體溫度低于壁面溫度， 故壁面向氣體放熱；壓縮過程後期， 氣體溫度高于壁面溫度， 氣體向壁面放熱。
（5）就進入壓縮機的制冷劑成分和狀态而言， 在理論循環中假設制冷劑為純粹的幹蒸氣， 但在實際運轉時， 往往有一定數量的潤滑油随同制冷劑在制冷系統中循環。