高低温试验箱-40℃机型可以采用单级制冷循环，也可以采用复叠式制冷循环系统，高低温试验箱-40℃及以下均采用双机制冷，原因是单级制冷循环是靠调小压缩机的膨胀阀开启度，减小制冷剂流量限流来调低蒸发压力， 从而获得更低的蒸发温度的，这样会影响压缩机的寿命。同时，单机制冷还有以下方面的限制。
单级压缩蒸气制冷循环压比的限制：单级蒸气压缩式制冷机的*低蒸发温度,主要取决于它的冷凝压力及压缩比，制冷剂的冷凝压力由制冷剂的类别和环境介质(如空气或水)的温度决定,在通常情况下,它处于0.7~1.8Mpa范围内，压缩比与冷凝压力和蒸发压力有关,当冷凝压力一定时,随着蒸发温度的降低,蒸发压力也相应下降,因而使压缩比上 升,它将引起压缩机排气温度的升高,润滑油变稀,使润滑条件变坏,严重时甚至会出现结炭和拉缸现象。
制冷剂热物理特性的限制：现在高低温试验箱中 单级制冷循环基本上采用的中温制冷剂是R404A,在一个大气压下其蒸发温度是-46.5℃(R22/-40.7℃)，但空气冷却式冷凝器传热温差通常取 10℃左右(在强制送风散热循环下，蒸发器和内箱的温差)，就是说箱内只能制取-36.5℃的低温，当然，通过调低压缩机的蒸发压力，可以将R404A制冷剂的*低蒸发温度降低到-50℃;所以要获取-50℃及以下的低温时必须采用中温制冷剂与低温制冷剂复叠式的制冷循环，制取-50℃～-80℃的低温， 低温制冷剂一般选用R23它在一个大气压下的蒸发温度是-81.7℃。
压缩机线圈散热的限制：单级压缩机工作时，在做 -35℃左右，因为压缩机的线圈是旋空在压缩机中间的，这就产生一个问题，-35℃时，压缩机的低压是为负数值，也就是产生了一个真空度，这样线圈的顶端热量就没有办法散去，这样就压缩机表面是十分凉，可是实际上内部，它的温度是很高的，因为真空是隔热介质。
