液體過冷可以改善循環的經濟性。由此啟發人們尋找各種方法增加液體過冷度，以獲得更好的循環經濟性。回熱循環就是在此思路下產生的。它是利用回熱器使節流前的制冷劑液體與出蒸發器的制冷劑氣體進行熱交換，同時使液體過冷、氣體過熱，如圖2-8所示。
從壓縮機出來的制冷劑過熱蒸汽2'首先進入冷凝器，在冷凝器中被冷卻到飽和液體4，然后進入回熱器進一步冷卻到過冷液體狀態4'。離開回熱器的過冷液體經節流閥節流，成為氣液兩相狀態5后進入蒸發器，在蒸發器中吸收被冷卻介質熱量后變為飽和蒸汽1,離開蒸發器的飽和蒸汽進入回熱器，冷卻由冷凝器進入回熱器的制冷劑，變為過熱蒸汽1’后再進入壓縮機被壓縮。由此形成循環。圖2-9為回熱循環的T-s圖和lgp-h圖。
一對于回熱循環，與無回熱、無過冷循環相比，單位制冷量有所增加，變為q0'=h1-h5',增加量為△q0=h5'-h5。與此同時，壓縮機功耗也有所增加.變為w'=h2'-h1'，增加量為△w=(h2'-h1')-(h2 -h1)。因此，回熱循環的制冷系數為:
因此可以看出，回熱循環的系數能否得到改善尚不一定。取決于單位制冷量和單位壓縮功的增加情況，需要具體問題具體分析。
