使節流前的制冷劑液體與離開蒸發器的制冷劑蒸汽進行熱交換，在液體過冷的同時使蒸汽過熱，這種方法稱為回熱。具有回熱的循環稱為回熱循環，進行回熱熱交換的設備稱為回熱器。

圖3-7為回熱循環制冷機的系統流程圖。離開冷凝器的制冷劑液體在回熱器中被低壓制冷蒸汽所冷卻，成為過冷液體再進行節流。由蒸發器出來的制冷劑蒸汽被高壓制冷劑液體加熱后，成為有較大過熱度的過熱蒸汽，再被壓縮機吸入。

在忽略回熱器與環境之間熱交換的條件下，液體過冷所放出的熱量等于蒸汽過熱所吸收的熱量。

回熱循環相對于理論循環的性能變化與有效過熱的過熱循環是完全一樣的。過熱所吸收的熱量轉化成制冷量，使單位制冷量增大。單位理論功也增大了，吸入比體積同時增大。

回熱循環的單位容積制冷量和制冷系數相對于理論循環的變化程度是一樣的。

對于一定的蒸發溫度To來說，這一條件取決于制冷劑的物性。凡是滿足這一條件的制冷劑，采用回熱后單位容積制冷量和制冷系數均增大，循環的性能得到改善.在實際應用中可采用回熱。這類制冷劑主要有R290, R744等。對于不滿足上述條件的制冷劑，如R717等，在實際應用中不應采用回熱。