科學技術的進步，使人們對低溫的需求日益提高，-70~-120℃的低溫冷藏箱和低溫冷庫需求更為普遍。兩級或多級壓縮制冷循環可以獲得較低溫度，而且解決了壓力比過大的問題，但是當需要-70℃、-80℃以下的蒸發溫度時，往往采用中溫制冷劑的雙級或多級蒸氣壓縮式制冷循環也不能滿足要求，這時就需采用復疊式制冷循環。
1、受制冷劑凝固點的限制 當制冷循環需要的蒸發溫度低于制冷劑凝固點時，青島制冷劑就會因凝固不能流動而無法循環。例如R717的凝固點為一77.7℃，因而它很明顯不適用于蒸發溫度在一77.7℃以下的制冷循環。
2、對制冷循環壓力比的限制 當需要的蒸發壓力過低時，即便采用雙級壓縮也將使每一級的壓力比超過規定值，使制冷循環的效率大大降低。而且即使采用多級壓縮，循環壓力比能夠得到保證，但制冷系統將很復雜，技術經濟性指標不高。
3、受活塞式壓縮機閱門結構特性的限制 過低的蒸發壓力，會影響到往復活塞式壓縮機氣閥的自動開閉特性偏離設計范圍。當吸氣壓力在10~16kPa時，壓縮機的吸氣閥門不能開啟，以致壓縮機無法吸氣，另一方面導致壓縮機和系統低壓部分在高真空下運行，增加不凝性氣體滲人的可能。
由于上述種種原因，要想達到更低的沮度，采用單一制冷劑的多級壓縮制冷循環是不利的，或者說是不可能的。在一般情況下，當蒸發溫度在-80℃以下時，就需要應用復疊式制冷裝置或其他形式的制冷機。
