為了獲取更低溫度，采用單一制冷劑的多級壓縮循環仍將受到蒸發壓力過低、甚至使制冷劑凝固的限制。
①雙級壓縮制冷的制冷溫度受制冷劑凝固點的限制不能太低。當蒸發溫度為-80℃時，若采用氨作為制冷劑，它在-77.7℃時就已凝固，使循環遭到完全破壞。
②雙級壓縮制冷受蒸發壓力過低的限制。當蒸發溫度為-80℃時，如果采用R22作為制冷劑。此時它雖未凝固，但蒸發壓力已低達10kPa，一方面增加了空氣輸入系統的可能性，另一方面導致壓縮機吸氣比容增大(此時蒸氣比容為1. 76m3 /kg)和輸氣系數的降低，從而使壓縮機的氣缸尺寸增大，運行經濟性下降。對于往復式制冷壓縮機而言，氣閥是依靠閥片兩側氣體的壓力差自動啟、閉來完成壓縮機的吸氣、壓縮、排氣和膨脹過程的，當吸氣版力低于15kPa時，吸氣閥片因壓差過低而往往無法開啟，壓縮機無法正常工作，增加壓縮機級數也是無濟于事的。
③雙級壓縮受循環壓力比的限制。當需要的蒸發壓力過低時，即便采用雙級壓縮也將使旅一級的壓力比超過規定值，使制冷循環的效率大大降低。如果采用多級壓縮，循環壓力比能夠得到保證。但制冷系統將很復雜，技術經濟性指標不高。
因此，為獲得-70℃以下的低溫，需采用低溫制冷劑(凝固點低，沸點也很低)，如R13, R14等(R13的凝固點為-181℃，沸點為-81. 4℃; R14的凝固點為-184. 9℃，沸點為-127. 9℃)。但這類制冷劑的臨界溫度很低，采用一般冷卻水，存在以下局限:由于水溫接近其臨界溫度，使氣態制冷劑難以冷凝;即使冷凝，由于接近臨界點，不但冷凝壓力高，而且比潛熱小，因而制冷效率也很低。
解決方法 為降低冷凝溫度，需采用另一臺制冷裝置與之聯合運行，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，即為復疊式制冷。
