單級蒸氣壓縮式制冷回熱循環系統圖如圖1-10所示。在制冷循環系統中增加了一個氣液熱交換器——回熱器。冷凝器冷凝后的飽和制冷劑液體，用狀態點3表示先通過回熱器再去節流閥;蒸發器吸熱氣化后的飽和制冷劑蒸氣，用狀態點1表示，先通過回熱器再去制冷壓縮機。從而使節流閥前常溫下的飽和制冷劑液體與制冷壓縮機吸入前低溫的飽和制冷劑蒸氣進行熱交換，達到節流前的制冷劑液體過冷、制冷壓縮機吸氣過熱的目的。3-3’為液體過冷過程，1-1’為吸氣過熱過程。如圖1-11所示為理論循環與回熱循環的p-h圖。

在實際應用中，氟里昂制冷循環適合使用回熱器。因為氟制冷系統一般采用直接膨脹供液方式給蒸發器供液。直接膨脹供液是指靠壓力差給蒸發器供液，即利用節流閥前、后的高低壓差(Pk-Po)給制冷劑液體提供動力，向蒸發器供液。回熱循環的過冷可使節流降壓后的閃發性氣體減少，從而使節流機構工作穩定、蒸發器的供液均勻。同時回熱循環的過熱又可使制冷壓縮機避免“濕沖程”。保護制冷壓縮機。