一般单级蒸气压缩式制冷循环常用中温制冷剂，其蒸发温度一般只能达到-20~-40℃。由于冷凝温度及其对应的冷凝压力受到环境条件的限制，所以当冷凝压力一定时，要想获得较低的蒸发温度，压缩比pk/po必然压很大。而压缩比过大，会导致制冷压缩机的容积效率减小，使制冷量降低，排气温度过高，润滑油变稀，危害制冷压缩机的正常工作。通常单级制冷压缩机压缩比的合理范围大致为:氨pk/po≤8，氟利昂内pk/po≤10。当压缩比超过上述范围就时，就应采用双级压缩式制冷循环。
双级压缩式制冷循环的主要特点是将来自蒸发器的低压蒸气先用低压级制冷缩机压缩至适当的中间压力，然后经中间冷却器冷却后再进入高压级制冷压缩机再次压缩至冷凝压力。这样既可以获得较低的蒸发温度，又可使制冷压缩机的压缩比控制在合理范围内，保证制冷压缩机安全可靠地运行。
双级压缩根据中间冷却器的工作原理不同，分为完全中间冷却的双级压缩和不完全中间冷却的双级压缩。工程中氨系统主要采用一次节流、完全中间冷却的双级压缩制冷环;氟利昂系统则采用一次节流、不完全中间冷却的双级压缩制冷循环。
制冷循环的工作原理：
一次节流、完全中间冷却的双级压缩制冷循环的工作原理。
该制冷循环的工作原理为，从蒸发器出来的低压蒸气被低压级制冷压缩机吸入后压缩至中间压力，被压缩后的过热蒸气进入中间冷却器，被来自膨胀阀的液态制冷剂冷却至饱和状态，再经高压制冷压缩机继续压缩至冷凝压力，然后进入冷凝器中冷凝成高压液体。由冷凝器流出的液体分成两路，一路经膨胀阀节流至中间压力进入中间冷却器，利用它的气化来冷却低压制冷压缩机排出的中间压力的蒸气和盘管中的高压液体，气化的蒸气连同节流后的阀发气体及冷却后的中压蒸气一起进入高压制冷压缩机；另一路在中间冷却器盘管内被过冷后进入膨胀阀，节流后进人蒸发器中蒸发吸热，吸收被冷却物体的热量，以达到制冷的目的。
