雙級壓縮制冷循環(huán)，是指來自蒸發(fā)器的制冷劑蒸氣要經(jīng)過低壓與高壓壓縮機(jī)兩次壓縮后，才進(jìn)入冷凝器，它的實(shí)質(zhì)是壓縮過程分兩階段進(jìn)行:蒸發(fā)壓力→中間壓力→冷凝壓力。在兩次壓縮過程中間往往設(shè)置中間冷卻器，對低壓級壓縮機(jī)的排氣進(jìn)行冷卻，從而降低高壓級壓縮機(jī)的吸氣溫度。

雙級壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)可以是由兩臺單級壓縮機(jī)組成的雙機(jī)雙級系統(tǒng)(其中一臺為低壓級壓縮機(jī)，另一臺為高壓級壓縮機(jī));也可以是由一臺雙級壓縮機(jī)組成的單機(jī)雙級系統(tǒng)，其中一個或兩個氣缸作為高壓缸，其余幾個氣缸作為低壓缸，其高、低壓氣缸輸氣量比一般為1：3或:1：2。

中間冷卻方式根據(jù)進(jìn)入高壓壓縮機(jī)的狀態(tài)可以分為中間完全冷卻和中間不完全冷卻。中間完全冷卻是指將低壓級的排氣冷卻到中間壓力下的飽和蒸氣;中間不完全冷卻是指未將排氣冷卻到中間壓力下的飽和蒸氣，即進(jìn)入高壓壓縮機(jī)的為中間壓力下的過熱蒸氣。采用哪一種中間冷卻方式與制冷劑的種類有關(guān)，對于采用回?zé)嵫h(huán)制冷系數(shù)提高的工質(zhì)應(yīng)用中間不完全冷卻循環(huán)(高壓級吸入的是過熱蒸氣)比較有利。如R502, R290;對于采用回?zé)嵫h(huán)制冷系數(shù)下降的工質(zhì)采用中間完全冷卻循環(huán)(高限級吸入的是飽和蒸氣)，如N H3, R134a;R22在雙級壓縮循環(huán)中可以采用中間完全冷卻循環(huán)，也可以采用中間不完全冷卻循環(huán)，小型的兩級壓縮機(jī)組，為使系統(tǒng)和設(shè)備簡化起見，通常多采用中間不完全冷卻循環(huán)。

根據(jù)制冷劑液體從冷凝器到蒸發(fā)器之間經(jīng)歷的節(jié)流個數(shù)可以分為一級節(jié)流和二級節(jié)流。一級節(jié)流是指供液的制冷劑液體直接由冷凝壓力節(jié)流至蒸發(fā)壓力;二級節(jié)流是指冷凝器流出的制冷劑液體先經(jīng)過節(jié)流閥一級節(jié)流降壓至中間壓力，然后再由中間壓力通過另外一個節(jié)流閥二級節(jié)流降壓至蒸發(fā)壓力。采用兩級節(jié)流循環(huán)，增加單位質(zhì)量制冷量，耗功相同，制冷系數(shù)提高。實(shí)際工程應(yīng)用中采用兩級節(jié)流時，中間冷卻器應(yīng)靠近蒸發(fā)器。因?yàn)閺闹虚g冷卻器中出來的液體是飽和液體，流動中有阻力損失，會產(chǎn)生閃發(fā)氣體，減小進(jìn)入膨脹閥的液體員，會存在供液不足的現(xiàn)象。因此，一級節(jié)流應(yīng)用較多。

氨雙級壓縮制冷系統(tǒng)一般采用一級節(jié)流中間完全冷卻的雙級壓縮，而氟利昂制冷系統(tǒng)常采用一級節(jié)流中間不完全冷卻的雙級壓縮。