本实用新型公开了一种带膨胀机的双温区单级制冷系统，包括主压缩机，主压缩机的制冷剂出口与冷凝器的制冷剂进口相连通；冷凝器的制冷剂出口与储液器的供液入口相连通；储液器的制冷剂出口，分别与经济器的第一制冷剂进口和第二膨胀阀的制冷剂进口相连通；经济器的第一制冷剂出口通过第一膨胀阀与第一蒸发器的制冷剂进口相连通；第二膨胀阀的制冷剂出口与第二蒸发器的制冷剂进口相连通；第一蒸发器的制冷剂出口分别与联动压缩机和主压缩机的制冷剂进口相连通；第二蒸发器的制冷剂出口分别与膨胀机和主压缩机的制冷剂进口相连通。本实用新型的双温区单级制冷系统，可在使用一套制冷系统对两个不同的温区空间进行制冷时，提高制冷系统的运行能效。