单级压缩节流制冷机作为一种结构简单、运行可靠的制冷机，应用于各个领域，但由于它使用的是单一制冷剂，循环的效率随着制冷温度的降低而降低。假如需要获得比较低的蒸发温度，例如在普冷领域，当制冷温度需要降到低于-60℃时，循环的效率接近零，这时则需要比较高的冷凝压力，这样对制冷设备的要求比较高，一般难以实现。在我们的学习过程中，也了解到了双级压缩和复叠式压缩制冷循环，可以获得比较低的蒸发温度。也就是说复叠制冷系统可以通过增加级数来制取低于-60℃的温度，但随着级数的增加，系统的复杂性成倍增加，使得制冷循环变得复杂，设备成本也相对增加。那么如何解决这一问题，科学家们展开了一系列的研究。
于是科学家发现，可以采用非共沸制冷剂。通过对制冷循环流程加以改进，便可以在原有条件下获得更低的蒸发温度，不需增加额外的功耗，也无需很高的冷凝压力。此循环为单级压缩分凝循环。
单级压缩分凝制冷系统又称自然复叠制冷系统，是一种采用多元混合工质的制冷系统，它使用单台压缩机，通过在相同压力下制冷剂凝结温度的不同，对制冷剂进行分离、达到多级复叠的制冷温度。
压缩机将气态混合制冷剂压缩为高压状态，经过冷凝器凝结后在精馏塔底部进一步放热，节流之后稍微降压进入精馏塔中部，在精馏塔中，混合的制冷剂经热质交换分离成高沸点组分和低沸点组分两部分。高沸点制冷剂已被冷凝为液体，连同一少部分被冷凝的低沸点制冷剂作为精馏塔的回流液经塔底，节流后进入冷凝蒸发器中蒸发吸热，同时未被冷凝的低沸点制冷剂为气态，从精馏塔顶部进入冷凝蒸发器中放热，被冷凝为液态。此时高沸点制冷剂已经完成任务，回到压缩机中，低沸点制冷剂则经过节流进入蒸发器中蒸发吸热，获得了低沸点制冷剂所能达到的蒸发温度。
可以看出，在蒸发器里蒸发的是低沸点制冷剂液体，在相同的蒸发压力下，低沸点制冷剂将具有更低的蒸发温度，从而实现较低的制冷温度。如果采用单一低沸点制冷剂单机压缩循环，则需要的冷凝压力非常高，通常难以实现。在分凝循环中，低沸点制冷剂的冷凝是由高沸点制冷剂的蒸发来实现的，因而无需很高的压力。所以，这为单机压缩实现较低的制冷温度提供了一种有效途径。
单级压缩分凝制冷系统使用混合工质通过单台压缩机实现了多级复叠，可以制取-60℃以下的低温，极大地简化了制冷系统。自然复叠制冷系统的研究最早始于1959 年，当时前苏联的Klimeenko 教授采用碳氢化合物作制冷剂，用这种系统来液化天然气。到了本世纪七八十年代，由于能源、环保等因素，随着对混合工质研究的深入，各国科学工作者开展了对自然复叠循环的研究，在美国有多项有关自然复叠制冷系统的专利，美国REVCO 公司利用自然复叠循环的原理研制出了-150℃的低温箱。由于自然复叠制冷系统具有比较大的工作温度范围，无论是在普冷领域还是在低温电子、低温医学、冷冻干燥、气体液化等低温领域，都具有比较大的实用价值。
也就是说，在分凝循环过程中，必须要用到非共沸制冷剂。那么共沸制冷剂与非共沸制冷剂究竟有何区别呢？
查资料可知：共沸制冷剂是由两种以上不同制冷剂以一定比例混合而成的共沸混合物，这类制冷剂在一定压力下能保持一定的蒸发温度，其气液两相沸混合物可以改善制冷剂的特性。以R5开头。
而非共沸制冷剂也是由两种以上不同制冷剂以一定比例混合而成的制冷剂，它在饱和状态下，气液两相的组成分不同，低沸点组分在气相中的成分总是高于液相中的成分。非共沸制冷剂在一定压力下冷凝或蒸发时为非等温过程，冷凝温度和蒸发温度都会发生变化，故可实现非等温制冷。以R4开头。
我想如果非共沸制冷剂在单级压缩分凝循环中的应用技术成功沿用的话，未来的某一天顶级养生仪零下100℃急冻箱，将会出现在我国各个大型医院和养生会所，因为价格再也不会高达2000多万元，而只会有一台高端空调的价格。并且零下100℃急冻手术室也会应用而生，那么许多心脑心管疾病也可以在这些手术室内得以痊愈。