冷水機的制冷循環有單級壓縮制冷循環和雙級壓縮制冷循環。單級壓縮制冷循環比較常用，在此就不再解釋了。
那么什么是冷水機的雙級壓縮制冷循環呢？所謂雙級，是指：從蒸發壓力到冷凝壓力通過兩級進行壓縮的機械式壓縮制冷循環，主要是通過雙級壓縮型工業冷水機來實現的。
冷水機的雙級壓縮制冷循環是在單級壓縮制冷循環的基礎上發展起來的。雙級壓縮型工業冷水機的工作原理：壓縮過程分為兩個階段，*個階段：來自蒸發器的制冷劑蒸氣在低壓級壓縮機中進行壓縮，然后進入中間冷卻器進行冷卻；第二階段，制冷劑蒸氣進入高壓級壓縮機壓縮到冷凝壓力。
冷水機的雙級壓縮制冷循環的組成可按以下兩種方式：
1、單機雙級壓縮機：由一臺壓縮機組成，其中幾個氣缸作為高壓缸，其余幾個氣缸作為低壓缸，這種缸數的比例一般是1:3，或者是1:2，這類壓縮機通常稱為單機雙級壓縮機。
2、雙機雙級系統：由兩臺壓縮機組成的，其中一臺為低壓級，另一臺為高壓級；
按照節流和冷卻方式，冷水機雙級壓縮制冷循環的可以分為：雙級壓縮一級節流循環和雙級壓縮兩級節流循環。一級節流：是指冷凝壓力直接節流到蒸發壓力。兩級節流：是指制冷劑先從冷凝壓力節流到中間壓力，然后由中間壓力節流到蒸發壓力。
對于工業冷水機組制冷循環的中間*冷卻，則是指將低壓級的排氣冷卻成中壓下的干飽和蒸氣，如果只降低溫度而并沒有達到飽和狀態時，我們稱之為中間不*冷卻。
采用一級節流時制冷工質液體直接從冷凝壓力節流到蒸發壓力，故可以利用其壓力差實現遠距離或高處供液，而且也便于調節，因此它的應用較為廣泛。