1.兩級(jí)復(fù)疊制冷循環(huán)中間溫度的確定。兩級(jí)復(fù)疊制冷循環(huán)中間溫度的確定，實(shí)際意義在于選定冷凝蒸發(fā)器的工作參數(shù)，原則上可以從兩個(gè)方面考慮：使循環(huán)的制冷系數(shù)最大；使各級(jí)壓縮機(jī)的壓縮比大致相等。前者體現(xiàn)了設(shè)計(jì)參數(shù)的經(jīng)濟(jì)性原則，后者涉及壓縮機(jī)汽缸容積利用率的提高。因中間溫度在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，對(duì)循環(huán)的制冷系數(shù)影響不是很大，所以一般按照第二個(gè)因素確定中間溫度。
2.復(fù)疊式制冷循環(huán)的應(yīng)用溫度范圍。確定某種型式的循環(huán)系統(tǒng)的使用溫度范圍，通常從以下兩個(gè)方面考慮:它所能達(dá)到的最低溫度;循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性。例如，要想得到一80℃以下的低溫，僅使用單一制冷劑的循環(huán)顯然難以實(shí)現(xiàn)，必須采用復(fù)疊式循環(huán)系統(tǒng)。然而在-60~-80℃范圍，兩級(jí)壓縮和復(fù)疊循環(huán)，到底采用哪種方案合適。從理論循環(huán)分析，復(fù)疊式制冷裝置的冷凝蒸發(fā)器存在著由傳熱溫差引起的不可逆損失，使循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性有所降低。其次.其溫度調(diào)節(jié)范圍小，系統(tǒng)也比較復(fù)雜。但是，系統(tǒng)中各壓縮機(jī)工作壓力范圍比較適中，壓縮比相近，使低溫級(jí)壓縮機(jī)輸氣量減少。輸氣系數(shù)及指示效率均得以提高，尤其摩擦功率大為減小，實(shí)際制冷系數(shù)比相同工況下兩級(jí)壓縮循環(huán)要高。系統(tǒng)內(nèi)也能保持正壓運(yùn)行，有利于防止空氣滲人系統(tǒng)，保證裝置能穩(wěn)定運(yùn)行。因此，對(duì)于大型的低溫環(huán)境試驗(yàn)裝置和工業(yè)用低溫裝置，從經(jīng)濟(jì)性和工作可靠性考慮，采用復(fù)疊式制冷循環(huán)較好。而對(duì)于要求溫度調(diào)節(jié)范圍較寬的小型低溫裝置，采用兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)為好。
3.制冷劑的選擇與使用。復(fù)疊式制冷循環(huán)需要中溫和低溫制冷劑配合使用。高溫部分使用的是中溫制冷劑。除已規(guī)定禁用的外，現(xiàn)階段可使用的有R22, R290, R1270,RI3B1, R134a等。低溫級(jí)使用的低溫制冷劑有R23, R14, R1150, R170等。它們?cè)谘b置中具體的配組方式，取決于制冷裝置的用途。例如R23適用于蒸發(fā)溫度的范圍是-70~-110℃; R14的適用范圍是-110~-140℃。R170的適用范圍與R23相似，但它具有可燃性和爆炸性。R1150的適用范圍介于R23和R14之間。因此，一般情況下R22用于高溫級(jí)，R23用于低溫級(jí)。三級(jí)復(fù)疊的低溫裝置則采用R22, R23, R14的配組方式。在采取嚴(yán)格的安全防護(hù)措施的情況下，可用R290或81270作高溫部分制冷劑，與RI 150或RI70等低溫制冷劑配組在石油化工等工業(yè)低溫裝置中使用。
4.循環(huán)型式、工作參數(shù)與變工況特性。循環(huán)型式是指復(fù)疊式制冷循環(huán)的組成方式。在兩級(jí)或三級(jí)復(fù)疊循環(huán)中，有兩個(gè)單級(jí)壓縮或三個(gè)單級(jí)壓縮復(fù)疊組成的循環(huán)，高溫部分為兩級(jí)壓縮、低溫部分為單級(jí)壓縮組成的循環(huán)，以及高溫部分為單級(jí)壓縮、低溫部分為兩級(jí)壓縮組成的循環(huán)等。在確定具體使用何種循環(huán)型式時(shí)，主要考慮所要達(dá)到的溫度、使用場(chǎng)所、制冷劑種類(lèi)、特性及效率等因素。
蒸發(fā)溫度在-60~-80℃范圍時(shí)，一般采用兩個(gè)單級(jí)壓縮組成的一80℃復(fù)疊制冷循環(huán)，其蒸發(fā)溫度上限可以調(diào)節(jié)到-60℃。若需要-80~-110℃的蒸發(fā)溫度，以鹵代烴作為制冷劑時(shí)，可用兩級(jí)壓縮作為高溫部分，以便使高壓部分、低壓部分的壓縮比與低溫部分的壓縮比相近，壓縮機(jī)的效率較高，循環(huán)的制冷系數(shù)達(dá)到最大。而且在變工況條件下，蒸發(fā)溫度上限可達(dá)到一60℃。與兩個(gè)單級(jí)壓縮組成的復(fù)疊循環(huán)系統(tǒng)相比較，因其蒸發(fā)溫度低達(dá)一110℃;使蒸發(fā)溫度的調(diào)節(jié)范圍增加1倍。若采用低溫部分為兩級(jí)壓縮的復(fù)疊式循環(huán)，雖然蒸發(fā)溫度也可以低達(dá)一110℃，但其蒸發(fā)溫度上限只能達(dá)到一90℃，相比之下其變工況特性不及前者。只有在壓縮機(jī)具有輸氣量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的情況下，蒸發(fā)溫度的可調(diào)范圍才會(huì)有所增大。
