我們常用的氨或氟利昂制冷系統冷水機要獲得低溫，一般采用雙級或多級壓縮，可以獲取-40~-70℃的低溫冷凍液。但如果想要獲取-70~-120℃的低溫冷凍機或低溫冷庫，就需要采用復疊式冷水機組。

 

　　隨著科研和生產對低溫制冷的要求越來越高，如果需要-70~120℃的低溫冷凍機、低溫冷庫等，由于收到制冷劑本身物理性質的限制，能夠達到的最低蒸發溫度有一定的限度，如R22在-80℃時，蒸發壓力已經低于0.01MPa，而氨在-77.7℃時已經凝固，不能制取更低的溫度。

 

　　因此，冷水機雙級或多級蒸氣壓縮制冷方式的局限性主要體現在以下幾方面：

 

　　1、雙級壓縮制冷冷水機的制冷溫度受制冷劑凝固點的限制不能太低，蒸發溫度必須高于制冷劑的凝固點，否則制冷劑無法進行制冷循環。

 

　　2、雙級壓縮制冷收蒸發壓力過低的限制。制冷劑蒸發溫度過低，其相應的蒸發壓力也非常低，從而導致冷水機的壓縮機和系統低壓部分在高真空下運行，增加空氣滲入的可能性，進而破壞冷水機制冷循環的正常運行。

 

　　3、蒸發壓力很低則氣態制冷劑的比容很大，這將導致冷水機壓縮機吸氣比容增大，輸氣系數減小，要制取同樣大小的冷量是比需要采用更大尺寸的壓縮機。

 

　　4、對于活塞式壓縮機，因其閥門自動啟閉特性，當吸氣壓力低于0.01~0.05MPa時，難于克服吸氣閥彈簧力，影響機組壓縮機的正常工作。

 

　　由于上述原因，所以為了獲得低于-70℃的溫度，就應采用中溫制冷劑與低溫制冷劑復疊的制冷循環(如氟利昂R23、R1150等)，采用低溫制冷劑的冷水機，雖然能夠制取很低的溫度，但低溫制冷劑的冷凝溫度要求很低，用一般的水冷卻和空氣冷卻無法凝結成液體，必須用一種人工冷源來冷凝低溫制冷劑。它不能單獨工作，需要有另一臺冷水機與之聯合運行，為低溫制冷劑循環的冷凝過程提供冷源，降低冷凝溫度和壓力，這就出現了同時采用兩種制冷劑的制冷系統，即稱為復疊式制冷循環，我們稱這種機組為復疊式冷水機。