二級(jí)或多級(jí)壓縮制冷循環(huán)均采用一種制冷劑，當(dāng)蒸發(fā)溫度較低時(shí)，雖然可以用分級(jí)壓縮解決壓力比、節(jié)流損失和排氣溫度過高等方面的問題。但是，當(dāng)制取的溫度更低時(shí)，采用一種制冷劑的二級(jí)或多級(jí)壓縮制冷循環(huán)又將出現(xiàn)下面一些難以克服的困難:

1)任何制冷劑，蒸發(fā)溫度越低，則蒸發(fā)壓力也就越低。過低的蒸發(fā)壓力，有時(shí)可能造成壓縮機(jī)難以吸氣，或者使外界的空氣進(jìn)入制冷系統(tǒng)。

2)當(dāng)蒸發(fā)溫度過低時(shí)，某些常用制冷劑已達(dá)凝固溫度，無法實(shí)現(xiàn)制冷劑的流動(dòng)、循環(huán)。

3)蒸發(fā)壓力降低，制冷劑的比體積增大，制冷劑的質(zhì)量流量減少，制冷量大大下降。為了獲得所需冷量，必須增大吸氣容積，使壓縮機(jī)體積過于龐大。

復(fù)疊式蒸汽壓縮制冷循環(huán)是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的單級(jí)壓縮制冷循環(huán)組成，在每個(gè)單級(jí)制冷系統(tǒng)中充加不同性質(zhì)的制冷劑。它既能滿足在較低溫度時(shí)，有合適的蒸發(fā)壓力，又能滿足在環(huán)境溫度條件下冷凝時(shí)，具有合適的冷凝壓力。

圖1-20是由兩個(gè)單級(jí)壓縮式制冷循環(huán)組成的復(fù)疊式制冷循環(huán)流程。圖中左側(cè)的單級(jí)制冷循環(huán)，與以前介紹的單級(jí)循環(huán)相同，它的冷凝器仍用環(huán)境溫度條件下的水或空氣作為冷卻介質(zhì)。但該制冷循環(huán)所得的制冷量，是用來冷凝右側(cè)單級(jí)制冷循環(huán)中的制冷劑。

左側(cè)制冷系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的溫度區(qū)間較高，稱高溫級(jí)，制冷劑為R22, R134a等。右側(cè)制冷系統(tǒng)運(yùn)行的溫度區(qū)間較低，稱低溫級(jí)，常用的制冷劑為R13, R503等。按圖1-20所示的復(fù)疊式制冷循環(huán)，在低溫級(jí)蒸發(fā)器中可獲得-80℃左右的低溫。

由于復(fù)疊式制冷循環(huán)的蒸發(fā)溫度較低，對(duì)潤(rùn)滑油的品質(zhì)和分離應(yīng)特別注意，以防在循環(huán)過程中產(chǎn)生凝固，影響制冷裝置的正常運(yùn)行。

根據(jù)單級(jí)、二級(jí)和復(fù)疊式制冷循環(huán)的原理和流程可以知道，制冷裝置制取的溫度越低，制冷系統(tǒng)越復(fù)雜，設(shè)備也越多，投資和運(yùn)行費(fèi)用也越大。蒸汽壓縮式制冷僅用來制取-120℃以上的低溫(普冷的最低溫度)，如果需要獲得更低的溫度，則需用其他方法制取。