圖4-7所示為不設熱交換器的雙級壓縮制冷系統原理圖，該系統和設熱交換器的雙級壓縮制冷系統的不同之處在于:
(1)用氣液分離器取代熱交換器，進行氣液分離(包括氟液和油)，分離下來的液體靠自然加熱(氣液分離器不包隔熱層)，使氟利昂液體蒸發被壓縮機吸入，而潤滑油積留在底部，通過吸入管上的微量回油孔隨氣體被壓縮機逐漸吸走，如圖4-8(a)所示。這樣，既減少了壓縮機濕行程的可能，又滿足了潤滑油返回曲柄箱的要求。其他氣液分離器結構如4-8 (b)~圖4-8(d)所示。
(2)用外平衡熱力膨脹閥代替了內平衡熱力膨脹閥。這是因為冷風機內阻力較大，蒸發管內壓降增大，使蒸發管末端制冷劑的飽和溫度低于安裝熱力膨脹閥處的蒸發溫度，要開啟閥口必須增大過熱度，這將造成蒸發管冷卻面積不能有效利用，故采用外平衡熱力膨脹閥。如果系統中采用阻力較小的冷卻排管，也可用內平衡熱力膨脹閥。一般在蒸發器內壓力損失ΔP相當于1℃以上時采用外平衡熱力膨脹閥。
