兩臺以氟利昂為工質的制冷壓縮機進行雙級壓縮循環，該系統由低壓級壓縮機(缸)、油分離器、高壓級壓縮機(缸)、冷凝器、干澡過濾器、電磁閥、膨脹閥、中間冷卻器、回熱器、風機、蒸發器等主要設備構成。若采用R22制冷劑，如圖3-55所示的就是由兩臺制冷壓縮機進行雙級壓縮制冷的低溫箱的設備流程圖，而如圖3-56所示的是由一臺制冷壓縮機進行雙級壓縮制冷的低溫箱。制冷的工作溫度范圍大致在-55~-40℃。它們的區別在于，前者是兩臺壓縮機組合為雙級壓縮，而后者是由一臺雙級機完成雙級壓縮。一臺單機雙級壓縮機往往采用一個缸(或兩個缸)做高壓缸。三個缸(或六個缸)做低壓缸。圖3-56中，涂黑色的3只缸為低壓缸，由A管吸進蒸發器13的蒸氣，壓縮后經油分離器4(將油分離回曲軸箱)通過B管在C處與中間冷卻水器D管過來的干飽和蒸氣混合后進入高壓缸2，再壓縮后經油分離器3(再次將油分離后回曲軸箱)進入冷凝器5，然后分兩路供液，一路去中間冷卻器9，另一路在中間冷卻器的盤管內過冷后去蒸發器13。
實際的設備還需要增加一些輔助設備，如干燥過濾器、電磁閥、油分離器等。干燥過濾器能去掉來自冷凝器的液體制冷劑中的水分和雜質，防止膨脹閥前形成冰堵和臟堵。電磁閥起自動切斷供液作用，防止停機后過多的制冷劑進入蒸發器，避免下次開機出現濕沖程或液擊,回熱器使供液與回氣進行熱交換，過冷液態制冷劑，提高單位制冷量，同時提高回氣的過熱度，防止壓縮機的濕沖程和液擊。油分離器將壓縮機排氣中帶出來的冷凍機油分離出來，并返回曲軸箱，防止油進入熱交換器而影響傳熱效率，同時保證了壓縮機潤滑的用油。
該雙級壓縮制冷系統采用一次節流不完全中間冷卻方式運行。
