最早的直冷式电冰箱基本上采用单循环制冷系统，而且现在仍旧是市场的主流产品。在单循环电冰箱中，冷藏、冷冻蒸发器采用串联连接方式，各室温度是通过压缩机开停来控制的。由于冷藏室温度要求较严格，故温度控制器一般置于冷藏室内。而冷冻室温度的控制，则是通过冷藏、冷冻蒸发器的面积匹配来实现的。直冷式单循环冰箱的系统结构决定了该冰箱具有如下缺点:

(1)只在冷藏室内有一个温控器，冷藏室与冷冻室蒸发面积又是在某一特定环境温度下匹配的，因此冷冻室温度控制不准确。会出现低温环境时冷冻室温度偏高、高温环境时冷冻室温度过低现象。难以满足宽气候环境。

(2)在环境温度低时，冷藏室需要电加热补偿，增加了冰箱实际能耗。

(3)只有一个蒸发温度，蒸发温度由冷冻室温度确定，对于冷藏室来说，箱内温度 与蒸发温度的温差过大，增大了温差不可逆损失，增大了冰箱的能耗。

(4)难以设计成更多温区的冰箱。