如果膨脹閥前的液體制冷劑過冷和壓縮機吸氣過熱，主要不是通過與外界介質的熱交換。而是利用流出蒸發器的低溫制冷劑蒸汽與流出冷凝器液體制冷劑進行熱交換，這種循環稱為回熱制冷循環。回熱制冷循環的流程及其在壓一焓圖上的表示見圖1-15和圖I-16。為了實現回熱循環，在制冷系統中通常設置一只熱交換器以實現換熱過程。

由于液體的比熱容總大于氣體的比熱容，回熱制冷循環中的氣體過熱度總大于液體過冷度。

理論計算和實踐均證明，在實際應用中是否采用回熱制冷循環;與制冷劑特性及制冷裝置運行工況有關。對于R12, R502等制冷劑，采用回熱循環有利于制冷系數的提高;對于氨、R22等制冷劑是不利的。但當R22在低溫工況運行時，采用回熱制冷循環能進一步提高壓縮機的吸氣溫度，有利于冷凍油的流動和分離。