为了获取更低温度，采用单一制冷剂的多级压缩循环仍将受到蒸发压力过低、甚至使制冷剂凝固的限制。
①双级压缩制冷的制冷温度受制冷剂凝固点的限制不能太低。当蒸发温度为-80℃时，若采用氨作为制冷剂，它在-77.7℃时就已凝固，使循环遭到完全破坏。
②双级压缩制冷受蒸发压力过低的限制。当蒸发温度为-80℃时，如果采用R22作为制冷剂。此时它虽未凝固，但蒸发压力已低达10kPa，一方面增加了空气输入系统的可能性，另一方面导致压缩机吸气比容增大(此时蒸气比容为1. 76m³ /kg)和输气系数的降低，从而使压缩机的气缸尺寸增大，运行经济性下降。对于往复式制冷压缩机而言，气阀是依靠阀片两侧气体的压力差自动启、闭来完成压缩机的吸气、压缩、排气和膨胀过程的，当吸气版力低于15kPa时，吸气阀片因压差过低而往往无法开启，压缩机无法正常工作，增加压缩机级数也是无济于事的。
③双级压缩受循环压力比的限制。当需要的蒸发压力过低时，即便采用双级压缩也将使旅一级的压力比超过规定值，使制冷循环的效率大大降低。如果采用多级压缩，循环压力比能够得到保证。但制冷系统将很复杂，技术经济性指标不高。
因此，为获得-70℃以下的低温，需采用低温制冷剂(凝固点低，沸点也很低)，如R13, R14等(R13的凝固点为-181℃，沸点为-81. 4℃; R14的凝固点为-184. 9℃，沸点为-127. 9℃)。但这类制冷剂的临界温度很低，采用一般冷却水，存在以下局限:由于水温接近其临界温度，使气态制冷剂难以冷凝;即使冷凝，由于接近临界点，不但冷凝压力高，而且比潜热小，因而制冷效率也很低。
解决方法 为降低冷凝温度，需采用另一台制冷装置与之联合运行，为低温制冷剂循环的冷凝过程提供冷源，降低冷凝温度和压力，即为复叠式制冷。
