Kaskad çevrim; her kademesinde farklı bir soğutucu akışkanın kullanıldığı, iç içe geçmiş 2 kademeli bir soğutma sistemidir. Örneğin alçak basınç kademesi çevriminde; CO2 (Karbondioksit) ve R134a, R13 gibi Freon türevi akışkanlar, yüksek basınç kademesi çevriminde; NH3 (Amonyak) veya R404A, vs. Freon türevi akışkanlar kullanılabilmektedir. Yüksek basınç kademesinin evaporatörü; alçak basınç kademesinin kondenseri olarak çalışmaktadır. 2 temel sebepten dolayı tercih edilmektedir:
- Ana soğutucu akışkanın inemediği -70oC~-40oC gibi sıcaklıklara, alçak basınç kademesinde bu sıcaklıklara inebilen uygun soğutucu akışkanlar kullanarak inebilmek.
- Alçak basınç kademesinde CO2 veya Freon türevi zararsız akışkanları kullanıp, yüksek kademede kullanılan özellikle Amonyak gibi bir tehlikeli akışkanların, miktarını ve ekipmanlarını asgariye indirerek güvenliği artırmak.
Enerji verimliliği açısından olumlu ancak ilk yatırım maliyeti oldukça yüksek sistemlerdir. Ancak günümüzde tüm dünyada yükselme trendindedir.