如果膨胀阀前的液体制冷剂过冷和压缩机吸气过热，主要不是通过与外界介质的热交换。而是利用流出蒸发器的低温制冷剂蒸汽与流出冷凝器液体制冷剂进行热交换，这种循环称为回热制冷循环。回热制冷循环的流程及其在压一焓图上的表示见图1-15和图I-16。为了实现回热循环，在制冷系统中通常设置一只热交换器以实现换热过程。
由于液体的比热容总大于气体的比热容，回热制冷循环中的气体过热度总大于液体过冷度。
理论计算和实践均证明，在实际应用中是否采用回热制冷循环;与制冷剂特性及制冷装置运行工况有关。对于R12, R502等制冷剂，采用回热循环有利于制冷系数的提高;对于氨、R22等制冷剂是不利的。但当R22在低温工况运行时，采用回热制冷循环能进一步提高压缩机的吸气温度，有利于冷冻油的流动和分离。
