Большие каскадные системы обычно используют стандартные, компрессоры с постоянной частотой вращения в двойной системе охлаждения. Испаритель высокотемпературной системы служит конденсатором для низкотемпературной системы. Это позволяет использовать их на обеих системах с близкими давлениями, степенями сжатия и маслами, а также температурами нагнетания в пределах компрессоров. Однако, нужно учесть несколько очень важных пунктов и для высоких и для низких сторон каскадной системы, чтобы избежать эксплуатационных проблем.
Коммерчески доступные компрессоры должны быть проанализированы для обеих сторон каскадной системы, чтобы определить лучшую комбинацию для испарителя высокотемпературной стороны и конденсатора низкотемпературной стороны и минимизировать (или сделать экономичным) использование потребляемой мощности.
Высокотемпературная сторона. В отдельной или двухступенчатой высоко температурной системе используется коммерческий хладагент (R-134a, R-22, R-404a или R-717); температура кипения приблизительно от −23 до −45°C, а конденсация при нормальных условиях окружающей среды. Коммерчески доступные возвратно-поступательные (поршневые) и шнековые компрессоры являются подходящими для данной стороны. Если компрессор используется при температуре кипения ниже −45°C, необходимо обеспечить наличие регенеративного теплообменника для перегрева всасываемого пара, чтобы избежать низкотемпературных проблем с хрупкостью металла, связанных с низкими температурами во всасывающем клапане и в корпусе. Материалы трубопровода всасывания и испарителя/конденсатора (сторона испарителя) должны также быть подходящими для применения при низких температурах и соответствовать требованиям Американского общества механических инженеров (ASME). Масло для высоко температурной системы должна быть совместимая с используемым хладагентом и подходящей для типа системы с учетом уноса масла в систему и его возвращение из испарителя, и низкотемпературных условий в самом испарителе.
Низкотемпературная сторона. Компрессор для данной стороны может также быть стандартным, при условии, что всасываемый пар перегреется по крайней мере до −43°C, чтобы избежать низкотемпературного влияния на металлы. Работа обычно нормальна в пределах нормального давления, температуры масла, и температуры нагнетания. Хладагент — обычно R-23 или R-508b. Поскольку температуры на низкотемпературной стороне ниже −45°C, все трубопроводы, дросселирующие устройства и сосуды должны быть из материалов соответствующих требованиям ASME для данных температур.
Возможно, трудно приобрести компрессор пригодный для низкотемпературного использования с данными хладагентами, потому что отсутствуют или мало данных по эксплуатационным испытаниям, и изготовитель может отказываться разрешать применение компрессора. Поэтому, низкая сторона не должна быть спроектирована слишком точно к требуемой спецификации. Необходимо вычислить фактическую объемную скорость потока, которая будет на всасывании в компрессор (с ожидаемым перегревом), чтобы убедиться, что он сможет с ней справиться. Потеря производительности из-за большого перегрева, возмещается (для общей производительности) от переохлаждения жидкого хладагента в регенеративном теплообменнике. В редких случаях, может быть необходимо иметь меньшее количество горячих паров на всасывание, чтобы гарантировать максимальную температуру всасывания.
Масло, выбранное для низкой стороны каскада должно быть совместимо с конкретным используемым хладагентом и также подходить для использования при низких температурах, предполагаемых в испарителе. Важно, что хорошее разделение масла (5 ppm) обеспечивает минимизацию переноса масла из компрессора в испаритель. В испарителях прямого расширения, любое масло поступает через трубопроводы, но скорость на линиях всасывания должна быть достаточно высокой, чтобы минимизировать количество масла, возвращающегося в компрессор. Если система контролирует производительность, то множественные вертикальные линии всасывания или дополнительные процессы проекта должны предотвращать накопление масла в испарителе и гарантировать возвращение масла. При этих ультранизких температурах, необходимо выбрать масло, которое остается жидким и не осаждаться на поверхностях испарителя, что может снизить теплопередачу.