試驗箱在冷藏層面有2個單極的制冷系統軟件開展層疊的制冷循環系統、2個縮緊機系統層疊的制冷循環系統及三元層疊的制冷循環系統這三種制冷循環系統方式。而以便獲得更強的超低溫，一般選用二級縮緊層疊制冷循環系統，原因有下列三點：
一、縮緊機磁圈熱管散熱的約束力
單極縮緊機工作中時，在做-35度上下，由于縮緊機的磁圈是懸在空中在縮緊機核心的。這就造成了在-35度時，縮緊機的底壓是為負標值，因此就造成了一個真空值，那樣磁圈的頂部發熱量就沒法消散，就導致縮緊機的表層十分涼，可實踐活動上內部的溫度卻很高。
二、制冷劑熱物理學特點的約束力
試驗箱中單極制冷循環系統大部分選用的是R404A中溫制冷劑，在一個大氣壓下其蒸發溫度是-46.5度(R22/-40.7度)，但蒸發冷卻式冷卻器熱傳導溫度差一般取10度上下，就是柜內只有制得-36.5度的超低溫，歷經降低縮緊機的蒸發工作壓力，也可將R404A制冷劑的蒸發溫度降低到-50度;因此要獲得-50度及下列的超低溫時會必需選用中溫制冷劑與超低溫制冷劑復疊式的制冷循環系統。
三、單極縮緊蒸氣制冷循環系統壓比的約束力
單極蒸氣縮緊制冷機的較大蒸發溫度，主要在于它的冷凝器工作壓力及縮緊比，制冷劑的冷凝器工作壓力由制冷劑的類型和自然環境物質(如氣體和水)的溫度決策，它處在0.7~1.8Mpa范圍之內，縮緊比與冷凝器工作壓力和蒸發工作壓力相關，當冷凝器工作壓力一按時，隨之蒸發溫度的降低，蒸發工作壓力也相對降低，因而是縮緊比升高，它將造成縮緊機排氣管溫度的上升，光潔油變稀，使光潔標準受到影響，不容樂觀時乃至會出現結炭和拉缸狀況;縮緊比的擴大將造成縮緊機的集氣站指數降低，制冷量少，實踐活動縮緊系統進程違反等熵系統進程越來越遠，縮緊機功率加上，制冷指數降低，合理性降低。
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