使用单机双级压缩机，这些压缩机有活塞式也有螺杆式。这些机组有的自带中间冷却器，也有的外接中间冷却器。这种形式使用也比较普遍，许多生产厂家的资料都有详细介绍。
这种模式运行的缺点是:一般双级运行的系统用于速冻系统，在系统开始运行阶段由于蒸发温度高、负荷大，而压缩机的电机运行工况是按速冻工况选择的，这时这种单机双级运行的压缩机不能全负荷投入运行，否则压缩机的电机由于过高的运行电流导致销毁。而恰恰这时的热负荷是整个速冻过程中最大的。
还有一个问题是这种单机双级运行的压缩机的综合利用性问题，如果在一个大型速冻系统中，可能同时使用几台这种压缩机，而这几台压缩机不能根据蒸发温度的变化相互匹配它们之间的高低压级的上载比例。这也许是一些著名的欧美压缩机厂至今还没有生产螺杆式单机双级压缩机的原因。这个问题的回答是，既然双级配打在速冻的初期运行更有优势，而且在控制上也不存在问题，为什么还要研究这种单机双级运行的螺杆机呢?而国内的思维是:两台(配打)螺杆压缩机的价格肯定比同样制冷量的单机双级螺杆制冷压缩机要贵一些，而且设计的回路也要少一些。
