在冷库设备领域，复叠式制冷装置以其独特的双级压缩制冷机制，成为实现超低温环境的理想选择。不同于传统的单级压缩制冷系统，复叠式制冷通过两个独立的制冷循环——高温级与低温级——的协同工作，实现了更高效、更稳定的制冷效果，尤其适用于需要极低温度的工业与商业场景。
低温级制冷循环是复叠式制冷装置的核心组成部分之一。该循环始于蒸发器中产生的低温制冷剂气体，这些气体首先经过低温级回热器进行初步预热，随后被低温级压缩机压缩。压缩过程中，制冷剂气体中的润滑油大部分在油分离器中被分离出来，确保返回压缩机的润滑油量极少，从而保护压缩机免受油污影响。
随后，含油量极低的制冷剂气体进入预冷器进行预冷处理，之后流入冷凝蒸发器。在这里，低温制冷剂释放的热量被高温制冷剂吸收，实现热量的有效转移。高温制冷剂蒸发的同时，低温制冷剂冷凝成液体，经过干燥过滤器与低温级回热器的进一步处理后，通过节流阀进入蒸发器，完成一个完整的制冷循环。
与低温级相辅相成的是高温级制冷循环。在冷凝蒸发器中吸热蒸发后的高温制冷剂气体，被高温级压缩机吸入并压缩，随后进入风冷冷凝器进行冷凝，将热量释放给冷却介质。冷凝后的高温制冷剂液体进入储液器储存，再经过干燥过滤器与节流阀的调节，最终进入冷凝蒸发器，与低温级制冷剂进行热交换，完成高温级的制冷循环。
复叠式制冷装置的独特之处在于其配备了两个关键组件：冷凝蒸发器与膨胀容器。冷凝蒸发器通常采用套管式或板式换热器，实现高温与低温制冷剂之间的热交换。套管式换热器中，高温制冷剂在管内蒸发，低温制冷剂在管间冷凝；而板式换热器则通过制冷剂液体分配器确保液体制冷剂均匀流入各通道，提高热交换效率。
膨胀容器则用于应对系统停机时的压力变化。当系统温度升至环境温度时，低温制冷剂全部气化成过热蒸汽，可能导致系统压力超过规定值。膨胀容器的接入，使得大部分制冷剂蒸汽在停机后能够进入容器中，从而避免系统超压。膨胀容器的容积计算需考虑低温部分制冷系统总容积、设计温度与压力下的制冷剂过热气体比容等因素，确保系统安全稳定运行。
