復(fù)疊制冷系統(tǒng)是采用兩種以上制冷劑，在兩個以上的系統(tǒng)內(nèi)用換熱器（冷凝蒸發(fā)器）將其組合在一起的低溫制冷系統(tǒng)。對于二元復(fù)疊制冷系統(tǒng)冷水機，由兩個單獨的制冷系統(tǒng)組成，一個是高溫系統(tǒng)，一個是低溫系統(tǒng)。低溫系統(tǒng)是用來冷卻環(huán)境實驗室，而高溫系統(tǒng)是用來冷卻低溫系統(tǒng)排出氣體使之在較低溫度下凝結(jié)。這樣同樣達(dá)到減小壓縮比提高輸氣系數(shù)的目的。

　　這種復(fù)疊低溫制冷系統(tǒng)工業(yè)冷水機的優(yōu)點是采用適合于高溫系統(tǒng)的中壓制冷劑與適合低溫系統(tǒng)的高壓制冷劑。由于低溫時高壓制冷劑氣體的比容較中壓制冷劑的比容小得多，因此，在低溫時同一型號的壓縮機作復(fù)疊制冷較雙級壓縮制冷的制冷量大數(shù)倍，選用復(fù)疊制冷系統(tǒng)冷水機可節(jié)約大量投資及建筑面積。而且高壓制冷劑在低溫時吸入壓力大于或接近于一個大氣壓下工作，不會像雙級低溫系統(tǒng)那樣經(jīng)常往系統(tǒng)滲入空氣。
　　曾經(jīng)有工程師就用R13做低溫級，R22做高溫級的二元復(fù)疊制冷系統(tǒng)作一比較，相同冷量設(shè)備投資，雙級壓縮制冷系統(tǒng)冷水機是復(fù)疊制冷系統(tǒng)冷水機的三倍多。電動機安裝功率，雙級壓縮制冷系統(tǒng)是復(fù)疊制冷系統(tǒng)的二倍多。由于雙級制冷系統(tǒng)的壓縮機數(shù)量多，摩擦功率增加，因此雙級壓縮機的能量消耗為復(fù)疊制冷系統(tǒng)的1.5倍以上。
　　除去用戶要求溫度變化多，環(huán)境溫度高于-55℃以上外都可以采用復(fù)疊制冷系統(tǒng)工業(yè)冷水機組。目前采用復(fù)疊制冷系統(tǒng)做低溫實驗設(shè)備的冷源也越來越多。