이원냉동기는 -50℃ 이하의 저온에서 쓰이는 장치로써 주로 소형장치인 시험용이나 이화학용으로 사용되었으나 이단압축식 보다 전력소비가 적고 효율적이기 때문에 -50℃ 이하의 동결고에 사용되고 있다.

이원냉동기 유니트는 이단압축기 유니트와 비교했을때 초기설비비에 있어서 약간의 차액이 있으나 소비전력이 이단압축기의 65% 수준이기 때문에 전력비의 차액과 전원설비비를 감안하면 소비자가 사용함에 있어서 매우 유리하다.

이원냉동유니트는 고온측에 R-22 또는 신냉매를 사용하고 저온측에는 규제대상이 아닌 R-23 냉매를 사용하기 때문에 친환경적이다.

저장고내 온도를 -50℃~-70℃로 사용하더라도 R-23냉매의 흡입압력은 0.6㎏/㎠G 이상이지만 이단압축기 유니트를 사용할 경우 고내온도를 -50℃로 유지하기 위해서는 흡입압력이 -0.5㎏/㎠G 이하이기 때문에 압축비 증대를 위해 대용량의 압축기가 필요하다.

이단압축기를 사용하여 -40℃ 이하의 저장고 온도를 유지할 경우 진공운전이 이루어지기 때문에 저압측 누설이 발생하면 냉동기 운전중에 배관으로 공기와 수분이 들어가게 되어 냉동기이에 치명적인 악영향을 주는 것은 물론이고 적지않은 비용이 발생하게 되지만 이원냉동기를 사용할 경우 압력스위치와 같은 간단한 안전장치를 이용하여 방지할 수 있다.