当需要制取更低的温度，如-70℃至-120℃的低温箱、低温冷藏库，再采用中温制冷剂的双级压缩制冷装置，将会因为过低的蒸发温度造成很大问题。比如R12及R22在-80℃时，其蒸发压力已低于0.01MPa，氨在-77. 7℃时已凝固了。过低的蒸发压力会造成下列问题：
①低压设备内与外界的压差增大，容易使空气渗入制冷系统。
②气体在极低的压力下比容增大，实际吸入气缸的气体减少.输气系数减小；或使压缩机的尺寸增大。
③活塞式压缩机阀门启闭特性所决定，当吸气压力低于0.01~0.015MPa时，很难克服气阀弹力，阀门难以正常工作。
因此，当制取低于-70℃温度时，就要使用低温制冷剂，低温制冷剂在常压下有较低的蒸发温度，比如R13的蒸发温度在常压下为-81. 5℃，而R14为-128℃。因此使用了低温制冷剂可以使在低蒸发温度下获得较高的蒸发压力，从而克服了上述的三个问题。但是低温制冷剂的使用也带来一个问题，那就是它的冷凝温度要求也低，用一般的水冷和空气冷却都无法使之凝结为液体。如R13在30℃时其压力已超过临界状态了，因此，必须用人工冷源来冷凝低温制冷剂。这样就形成了两个制冷循环，一个是采用低温制冷剂的低温侧制冷系统，另一个是采用中温制冷剂用来冷却低温制冷剂的制冷系统。我们把这种制冷形式称之为复叠压缩制冷。
复叠压缩有两级复叠、三级复叠等，侮一级为一种制冷剂。而双级压缩或多级压缩制冷系统的制冷剂为同一种制冷剂。
复叠压缩如两级复叠压缩，其低温侧与高温侧通过一个热交换器联结，我们称之为冷凝蒸发器(也有称为蒸发冷凝器的，但为了与蒸发式冷凝器的命名加大区别，还是称为冷凝蒸发器好)。冷凝蒸发器即是低温侧的冷凝器又是高温侧的蒸发器。
利用活塞式压缩机组成的复叠压缩循环常用的制冷剂组合如表2-3。
