復疊式製冷

復疊式製冷循環是將較大的總溫差分割成兩段或若干段，根據每段的溫區選擇適宜的製冷劑循環，然後將它們疊加起來，用高溫級的製冷量來承擔低溫級的冷凝負荷，從而獲取較低製冷溫度的方式。復疊式製冷屬於蒸汽壓縮式製冷的一種特殊形式，通常由兩到三個工作溫區不同的獨立蒸汽壓縮式製冷循環組成，以兩級復疊式製冷循環為例，它由高溫級和低溫級兩部分組成，高溫級中使用中溫製冷劑，低溫級中使用低溫製冷劑，形成兩個單級壓縮製冷系統復疊工作的循環。兩級系統之間採用冷凝蒸發器銜接起來，高溫級的中溫製冷劑在其中蒸發製冷，使低溫製冷劑在其中放熱，與蒸發的中溫製冷劑進行熱交換後被冷凝成液體。從冷凝蒸發器出來的中溫製冷劑蒸氣帶走低溫製冷劑的冷凝熱量，經過高溫級製冷循環將熱量傳遞給環境介質。而從冷凝蒸發器出來的低溫製冷劑液體，經低溫級節流閥降壓後，進入蒸發器吸取被冷卻物的熱量而蒸發製冷，獲取所需要的低溫。

製冷溫區

一般情況下，兩級復疊式製冷循環的有效工作範圍在-80 ℃以上，為獲取更低的溫度，需要用三級復疊式製冷循環，最低蒸發溫度可達-140 ℃。三級以上的復疊式製冷循環由於工作效率低下和經濟型較差等原因在工業套用中一般不採用。

優缺點

復疊式循環製冷的優點在於通過常規的蒸氣壓縮式製冷循環，在正常工作壓力範圍和壓比的前提下能實現低至-140 ℃的製冷溫度，在保證工作效率的同時極大地拓寬了常規系統的製冷溫區。

復疊式循環製冷由於增加了製冷循環數量，從而導致系統部件呈倍數增加，增加生產成本的同時使得製冷系統更加複雜，這也導致了復疊式系統啟動時需按順序依次進行，一般高溫級製冷循環先啟動，待低溫級壓力降低到閾值壓力以下時再開啟低溫級製冷循環。此外，系統複雜程度的提高也使得運行維護更加繁瑣，系統運行穩定性下降。