當需要制取更低的溫度,如-70℃ 至-120℃的低溫箱、低溫冷藏庫,再采用中溫制冷劑的
雙級壓縮制冷裝置,將會因為過低的蒸發溫度造成很大問題。比如R12及R22在-80℃時，
其蒸發壓力已低于0. 01MPa,氨在-77. 7℃時已凝固了。過低的蒸發壓力會造成下列問題，
1、低壓設備內與外界的壓差增大,容易使空氣滲入制冷系統。
2、氣體在極低的壓力下比容增大,實際吸和入氣缸的氣體減少, 輸氣系數減小;或使壓縮機的尺寸增大。
3、活塞式壓縮機閥門啟閉特性所決定,當吸氣壓力低于0.01~0.015MPa時,很難克服氣閥彈力,閥門難以正常工作。
因此，當制取低于-70℃溫度時，就要使用低溫制冷劑。低溫制冷劑在常壓下有較低的蒸發溫度，比如R13的蒸發溫度在常壓下為-81. 5℃ ，而 R14為-28℃。因此使用了低溫制冷劑可以使在低蒸發溫度下獲得較高的蒸發壓力，從而克服了上述的三個問題。但是低溫制冷劑的使用也帶來一個問題， 那就是它的冷凝溫度要求也低，用一般的水冷和空氣冷卻都無法使之凝結為液體。如R13在30℃時其壓力已超過臨界狀態了，因此，必須用人工冷源來冷凝低溫制冷劑。這樣就形成了兩個制冷循環，一個是采用低溫制冷劑的低溫側制冷系統，另一個是采用中溫制冷劑用來冷卻低溫制冷劑的制冷系統。我們把這種制冷形式稱之為復疊壓縮制冷。
復疊壓縮有兩級復疊、三級復疊等,每一級為一種制冷劑。而雙級壓縮或多級壓縮制冷系統的制冷劑為同一種制冷劑。
復疊壓縮如兩級復疊壓縮，其低溫側與高溫側通過一個熱交換器聯結，我們稱之為冷凝蒸發器（也有稱為蒸發冷凝器的，單位了與蒸發式冷凝器的命名加大區別，還是稱為冷凝蒸發器號）。冷凝蒸發器即是低溫側的冷凝器又是高溫側的蒸發器。
利用活塞式壓縮機組成的復疊式壓縮循環常用的制冷劑組合如表2-3.
