二氧化碳在冷库制冷系统的应用
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7、CO2的危险性。直接存在于人类的呼吸过程中，3%(30,000ppm )导致 呼 吸 加 重 (+100%) ， 5% （ 50,000ppm ） 导 致 麻 醉 ， 10%(100,000ppm )导致昏迷，
>30% 立即导致由于浓度过高而引起的死亡！大气中 CO2和 O2的浓度 比为 1:700。O2浓度下降 1-5%不会引起致命的危害。CO2浓度上升 15%是致命的，需要设置类似于 NH3那样明显的警示标志以便使现场受过训练 的工作人员能够随时意识到可能存在的安全性问题 。
泄露风险
泄露风险低
泄露风险低
泄露风险高
有泄漏风险 泄露风险低
当低温段有 当低温段 CO2 当低温段
腐蚀性
腐蚀性低
CO2侧有水分 侧有水分存在 CO2侧有水
存在时，会产 时，会产生强 分存在时，会
生强酸性的羟 酸性的羟基 产生强酸性
基酸，产生内 酸，产生内腐 的羟基酸，产
腐蚀
蚀
生内腐蚀
腐蚀性低
相关规范
国内现已非常 国内现无相关 国内现无相关
健全
规范
规范
国内现无相 关规范
国内现已非 常健全
操作人员
比较成熟
要求比较高 要求比较高 要求比较高 比较成熟
系统充氨量 相对较多 较小，且可集 较小，且可集
无
无
中在源自文库房
中在机房
2、经济性方面：
NH3双级配搭 NH3/CO2载冷 NH3/CO2复叠 二氧化碳制
8、操作维护。CO2制冷系统同 R22制冷系统一样，系统很难回油，完全靠 人工操作进行系统回油，在如此高的压力和复杂的系统下，对设备操作人员技 术水平提出非常高的要求。该系统有制冷压缩机组、融霜压缩机组和辅助制冷 系统，各压缩机组都不能出现故障，对设备维护人员要求很高的技术水平。系 统压力非常高，运行补充 CO2和冷冻油，更换阀门、安全阀等，都要求有非 常专业的设备维护人员。
1、环境友好性。CO2是天然物质，ODP=0（臭氧层潜能值为 0），GWP=1 （全球气候变暖潜能值为 1）。对大气臭氧层没有破坏作用，可以减少全球温室 效应 。2、无毒、不燃 。CO2安全无毒、不可燃 ，并具有良好的热稳定性 ，即 使在高温下也不会分解出有害的气体。
3、价格便宜（不需要回收设备）。来源广泛，勿需回收，可以大大降低制冷 剂替代成本，节约能源，解决化合物对环境的污染问题，具有良好的经济性。 4、单位容积制冷量大（系统体积小）。分子量小，制冷能力大。可减少制冷设 备与管道尺寸。 5、与普通润滑剂和结构材料相兼容。可适应各种润滑油和常见机械零部件材料。
间长 ，并且冷库地面会出现冻冰现象 。通常采用工质融霜 。CO2制冷压缩机 组工作范围-5℃~-10℃，压缩机设计压力在 35kgf，而融霜温度在 10℃左 右，需增加进口压缩机进行融霜，设计压力在 50kgf~60kgf，融霜压缩机组 都是进口，如果出现故障，现场很难处理，维修周期非常长。
6、停电时 CO2系统压力升高。由于 CO2常温下压力过高，系统停止运行 时，需开启辅助制冷系统保持系统压力升高，辅助制冷系统需配置专用发电机 组，并且都要有备用，时刻保证辅助制冷系统和专用发电机组都在良好的工作 状态，平时不使用，一旦制冷系统停止运行，必须保证辅助制冷系统可靠运 行，辅助制冷压缩机采用进口，维修麻烦。
三、CO2与 NH3或氟利昂复叠式制冷系统
CO2的临界温度与临界压力决定了该制冷剂不适应单一制冷系统独立运 行，必须用复叠制冷方式来实现制冷循环。由于 CO2的标准沸点低，用复叠 式制冷可以实现更低的温度。根据不同的库温要求，一种制冷剂单一制冷系统 能够达到所需的温度，尽量不选用复叠制冷方式，除非食品加工及贮存确实需 要更低的温度或者加工场所受国家新规范制约的情况下才选用。因为 CO2复 叠式制冷系统是靠二套独立的制冷系统，将 CO2侧低温系统所吸收的热量， 通过其冷凝器传递给另一制冷系统的蒸发器，然后再由高温侧的制冷系统的冷 凝器将热量释放到水与空气中，这种以二套独立制冷装置，热量传递通过接力 形式来完成，其能耗与单一制冷系统相比要大得多。
【NH3用作高温段制冷剂，CO2用作低温段制冷剂。两个制冷循环通过一个‘冷 凝蒸发器’联系在一起，构成完整的复叠循环。高温段 NH3循环是常规的制冷循 环，NH3在‘冷凝蒸发器’中蒸发，将高温 CO2气体冷凝（通俗地说 NH3系统 相当于 CO2 的冷却塔）。在‘冷凝蒸发器’中，冷凝后的 CO2通过循环泵送到 CO2蒸发器。经过蒸发器后的气态 CO2被压缩机吸入，经过压缩后进入‘冷凝 蒸发器’冷凝。如此循环反复，完成整个循环。】 四、氨双级、氨+二氧化碳载冷、氨+二氧化碳复叠、二氧化碳制冷对比 1、安全、环保、操作方面：
二、CO2制冷剂的性质 CO2（ R744）是在 19世纪 60年代研究成功的一种制冷剂，它的标准 沸点
-78.2℃，凝固温度-56.55℃，临界压力 7.372Mpa，临界温度 31.1℃。 0℃时的容积制冷量 5398Kcal/m ³，ODP为 0，GWP为 1。 （一）CO2制冷剂具有的主要优势
6、传热性能和流动性能好。CO2黏度小，流体的流动阻力小，传热性能比 CFC类制冷剂好。
（二）CO2制冷剂存在的主要缺点
1、运行压力高。CO2临界压力 7.38MPa，CO2跨临界制冷循环的工作压 力最高可达到 10MPa约为传统制冷工质 CFC或 HCFC系统压力的６～８ 倍。2、管材、管件、阀门高要求。在大、中型制冷系统中通过控制 CO2制冷 剂的含水量，采用以碳钢为主的管道材料，使系统综合成本最低。如果不控制含 水量，CO2制冷设备和管道都需要采用不锈钢或铜材防腐，导致造价升高。系 统高压力对管材、管件、阀门提出更高要求，成本也更大。此外管道若采用不锈 钢或 16Mnr，不锈钢焊口需经过处理，否则容易腐蚀，16Mnr焊接后需经过 热处理，在中国现有条件下，现场没法进行处理，如果出现问题，危险性更大。 中国没有这方面的规范和部门对此进行检验，检验标准生产厂家按自己厂家的标 准执行。3、水的影响。CO2系统中如果有水分，不但会造成冰堵，CO2和水 反应生产碳酸，对系统造成腐蚀。通常在系统中增加干燥过滤器，经常更换干燥 过滤器，但在如此高的压力下，更换过滤器，对设备管理人员提出了更高的要 求。4、临界温度低。CO2的临界温度是 31.1℃，在传统的 CO2亚临界循环 下要求冷凝温度低于 31.1℃，这也使循环过程很接近临界点，导致相变过程线 较短，使得循环的单位制冷量小，COP(制冷效率)低。 5、CO2冲霜的问题。如果采用电融霜，运行费用非常高；采用水融霜，融霜时
=
=
1
1
GWP=1，环保 GWP=330
0
NH3：
NH3：
ODP=0，
ODP=0，
GWP=0，环保 GWP=0，环保
安全保护措 施
针对 NH3
针对 NH3和 针对 NH3和 CO2两种保护 CO2两种保护
针对 CO2
R507A
自动化程度 全自动，非常 全自动，相对 全自动，繁琐
成熟
简单
系统复杂
全自动，非常 成熟
1867年，ThaddeusSCLowe首次成功使用 CO2应用于商业机，获 得了英国专利。于 1869年制造了一台制冰机。
1882年，CarlvonLinde为德国埃森的 FKrupp公司设计和开发了采 用 CO2 作为工质的制冷机。
1884年，WRaydt设计的 CO2压缩制冰系统获得了英国 15475号专 利。澳大利亚的 JHarrison设计了一台用于制冷的 CO2装置获得了英国 1890号专利。
剂
冷
氟利昂
适用蒸发 ＞-33.4℃
-30~0℃ -52℃~-30℃ -10℃~+80℃ ＞-46.7℃
温度℃
（R507A )
NH3和 CO2 CO2跨临界压 氟利昂压缩
1931年，以 R12为代表的 CFCs制冷剂一经开发，便以其无毒、不可 燃、
不爆炸、无刺激性、适中的压力和较高的制冷效率，很快取代了 CO2在安全 制冷剂方面的位置，CO2逐渐不再被作为制冷剂使用。
CO2制冷剂的再受重视
由于 CFCs对于臭氧层和大气变暖的不利影响，保护环境，实现 CFCs替代成 为全世界共同关注的问题。从 1985年的《保护臭氧层的维也纳公约》到 1987 年的《蒙特利尔议定书》，以及 1990年伦敦会议和 1992年哥本哈根会议对蒙特 利尔议定书的修正，世界范围内的 CFCs替代进程在不断加快。1991年 6月，我 国在修改的《蒙特利尔议定书》上签字，成为缔约国之一。1992年 5~7月编制了 “中国消耗臭氧层物逐步淘汰国家方案”，并于 1993年 1月经国务院批准。这样按 国家方案，逐步淘汰消耗臭氧层物质已经成为一项国际责任。
NH3双级配搭 NH3/CO2载冷 NH3/CO2复叠 二氧化碳制 氟利昂制冷
制冷
剂制冷
制冷
冷
最高工作压 不高于 15 力(Bar)
不高于 20
30~40
140
不高于 20
NH3：
CO2：
CO2：
CO2:
R507A:
ODP=0，
环保
ODP=0,GWP ODP=0,GWP ODP=0， ODP=0;
GWP=0，环保
1886年，德国人 FranzWindhausen设计的 CO2压缩机获得了英 国专利。英国的 J&EHal公司收购了该专利，将其改进后于 1890年开始投 入生产。
19世纪 90年代美国开始将 CO2应用于制冷。
1897年 KroeschelBros锅炉公司在芝加哥成立了分公司，生产 CO2 压缩机。
CO2在冷库制冷系统的应用 辽宁石油化工大学 汤玉鹏
一、CO2作为制冷剂的发展历史
在 19世纪末至 20世纪 30年代前，CO2（R744），氨（R717）， SO2（R764），氯甲烷（R40）等曾被广泛应用。
1850年，最初是由美国人 AlexanderTwining提出在蒸汽压缩系 统中采用 CO2作为制冷剂，并获英国专利[1]。
操作安全性
简单
相对复杂一些
较复杂
复杂
简单
根据负荷变化 根据负荷变化
根据负荷变
系统运行的 稳定性及灵
活性
自由选择运行
台数及能级， 实际运行效率
较高
自由选择运行 台数及能级， 实际运行效率
高
运行负荷变化 对其系统有影 响，运行不稳
定
自动匹配负 荷量
化自由选择
运行台数及 能级，实际运 行效率较高
工作压力低 工作压力低 工作压力高 压力非常高， 工作压力低
CFCs替代的首要原因是因为它们破坏臭氧层，因此新的替代工质必须对于臭 氧层没有破坏。HFC类工质，因为对于臭氧层没有破坏力，成为替代 CFCs的重 要工质 。特别是 HFC134a 作为 CFC12的替代物已被大规模生产与应用 。 HFCs虽然不破坏臭氧层，但它们化学性稳定，释放后能够积累，这最终导致明显 的温室效应。虽然人们可以努力合成性能更佳的工质，但由于制冷剂的使用量非常 大，最终将不可避免地有相当部分泄漏到大气中去。任何大量人工合成物质排放到 自然界中，都会对于环境造成影响，因此现在一种普遍的观点是采用自然工质。前 国际制冷学会主席，挪威的 GLorentzen在 1989~1994年大力提倡使用自然 工质[2,3]，特别是对于 CO2的研究与推广应用上起了很好的带头作用。从此 CO2制冷装置的研究与应用又一次成为在全球范围内受重视的热点。
1919年前后，CO2制冷压缩机才被广泛应用在舒适性空调中。 1920年，在教堂的空调系统中得到应用。 1925年，干冰循环用于空气调节。 1927年，在办公室的空调系统中得到使用。
1930年，在住宅的空调系统中得到使用，后来又被用于各种商业建筑和 公共设施的空调制冷系统。
CO2制冷曾经达到很辉煌的程度。据统计，1900年全世界范围内的 356 艘船舶中，37%用空气循环制冷机，37%用氨吸收式制冷机，25%使用 CO2蒸 气压缩式制冷机。发展到 1930年，80%的船舶采用 CO2制冷机，其余的 20% 则用氨制冷机。由于当时的技术水平比较差，CO2较低的临界温度（31.1℃）和 较高的临界压力 (7.37MPa)，使得 CO2系统的效率较低。加上其冷凝器的冷 却介质多采用温度较低的地下水或海水，基本属于亚临界循环。当水温较高时（如 热带海洋上行驶的轮船其冷却水的温度可接近 30℃），其制冷效率会更加下降。 所以 CO2制冷技术并没有进一步开发运用于汽车空调、热泵等。
>30% 立即导致由于浓度过高而引起的死亡！大气中 CO2和 O2的浓度 比为 1:700。O2浓度下降 1-5%不会引起致命的危害。CO2浓度上升 15%是致命的，需要设置类似于 NH3那样明显的警示标志以便使现场受过训练 的工作人员能够随时意识到可能存在的安全性问题 。
泄露风险
泄露风险低
泄露风险低
泄露风险高
有泄漏风险 泄露风险低
当低温段有 当低温段 CO2 当低温段
腐蚀性
腐蚀性低
CO2侧有水分 侧有水分存在 CO2侧有水
存在时，会产 时，会产生强 分存在时，会
生强酸性的羟 酸性的羟基 产生强酸性
基酸，产生内 酸，产生内腐 的羟基酸，产
腐蚀
蚀
生内腐蚀
腐蚀性低
相关规范
国内现已非常 国内现无相关 国内现无相关
健全
规范
规范
国内现无相 关规范
国内现已非 常健全
操作人员
比较成熟
要求比较高 要求比较高 要求比较高 比较成熟
系统充氨量 相对较多 较小，且可集 较小，且可集
无
无
中在源自文库房
中在机房
2、经济性方面：
NH3双级配搭 NH3/CO2载冷 NH3/CO2复叠 二氧化碳制
8、操作维护。CO2制冷系统同 R22制冷系统一样，系统很难回油，完全靠 人工操作进行系统回油，在如此高的压力和复杂的系统下，对设备操作人员技 术水平提出非常高的要求。该系统有制冷压缩机组、融霜压缩机组和辅助制冷 系统，各压缩机组都不能出现故障，对设备维护人员要求很高的技术水平。系 统压力非常高，运行补充 CO2和冷冻油，更换阀门、安全阀等，都要求有非 常专业的设备维护人员。
1、环境友好性。CO2是天然物质，ODP=0（臭氧层潜能值为 0），GWP=1 （全球气候变暖潜能值为 1）。对大气臭氧层没有破坏作用，可以减少全球温室 效应 。2、无毒、不燃 。CO2安全无毒、不可燃 ，并具有良好的热稳定性 ，即 使在高温下也不会分解出有害的气体。
3、价格便宜（不需要回收设备）。来源广泛，勿需回收，可以大大降低制冷 剂替代成本，节约能源，解决化合物对环境的污染问题，具有良好的经济性。 4、单位容积制冷量大（系统体积小）。分子量小，制冷能力大。可减少制冷设 备与管道尺寸。 5、与普通润滑剂和结构材料相兼容。可适应各种润滑油和常见机械零部件材料。
间长 ，并且冷库地面会出现冻冰现象 。通常采用工质融霜 。CO2制冷压缩机 组工作范围-5℃~-10℃，压缩机设计压力在 35kgf，而融霜温度在 10℃左 右，需增加进口压缩机进行融霜，设计压力在 50kgf~60kgf，融霜压缩机组 都是进口，如果出现故障，现场很难处理，维修周期非常长。
6、停电时 CO2系统压力升高。由于 CO2常温下压力过高，系统停止运行 时，需开启辅助制冷系统保持系统压力升高，辅助制冷系统需配置专用发电机 组，并且都要有备用，时刻保证辅助制冷系统和专用发电机组都在良好的工作 状态，平时不使用，一旦制冷系统停止运行，必须保证辅助制冷系统可靠运 行，辅助制冷压缩机采用进口，维修麻烦。
三、CO2与 NH3或氟利昂复叠式制冷系统
CO2的临界温度与临界压力决定了该制冷剂不适应单一制冷系统独立运 行，必须用复叠制冷方式来实现制冷循环。由于 CO2的标准沸点低，用复叠 式制冷可以实现更低的温度。根据不同的库温要求，一种制冷剂单一制冷系统 能够达到所需的温度，尽量不选用复叠制冷方式，除非食品加工及贮存确实需 要更低的温度或者加工场所受国家新规范制约的情况下才选用。因为 CO2复 叠式制冷系统是靠二套独立的制冷系统，将 CO2侧低温系统所吸收的热量， 通过其冷凝器传递给另一制冷系统的蒸发器，然后再由高温侧的制冷系统的冷 凝器将热量释放到水与空气中，这种以二套独立制冷装置，热量传递通过接力 形式来完成，其能耗与单一制冷系统相比要大得多。
【NH3用作高温段制冷剂，CO2用作低温段制冷剂。两个制冷循环通过一个‘冷 凝蒸发器’联系在一起，构成完整的复叠循环。高温段 NH3循环是常规的制冷循 环，NH3在‘冷凝蒸发器’中蒸发，将高温 CO2气体冷凝（通俗地说 NH3系统 相当于 CO2 的冷却塔）。在‘冷凝蒸发器’中，冷凝后的 CO2通过循环泵送到 CO2蒸发器。经过蒸发器后的气态 CO2被压缩机吸入，经过压缩后进入‘冷凝 蒸发器’冷凝。如此循环反复，完成整个循环。】 四、氨双级、氨+二氧化碳载冷、氨+二氧化碳复叠、二氧化碳制冷对比 1、安全、环保、操作方面：
二、CO2制冷剂的性质 CO2（ R744）是在 19世纪 60年代研究成功的一种制冷剂，它的标准 沸点
-78.2℃，凝固温度-56.55℃，临界压力 7.372Mpa，临界温度 31.1℃。 0℃时的容积制冷量 5398Kcal/m ³，ODP为 0，GWP为 1。 （一）CO2制冷剂具有的主要优势
6、传热性能和流动性能好。CO2黏度小，流体的流动阻力小，传热性能比 CFC类制冷剂好。
（二）CO2制冷剂存在的主要缺点
1、运行压力高。CO2临界压力 7.38MPa，CO2跨临界制冷循环的工作压 力最高可达到 10MPa约为传统制冷工质 CFC或 HCFC系统压力的６～８ 倍。2、管材、管件、阀门高要求。在大、中型制冷系统中通过控制 CO2制冷 剂的含水量，采用以碳钢为主的管道材料，使系统综合成本最低。如果不控制含 水量，CO2制冷设备和管道都需要采用不锈钢或铜材防腐，导致造价升高。系 统高压力对管材、管件、阀门提出更高要求，成本也更大。此外管道若采用不锈 钢或 16Mnr，不锈钢焊口需经过处理，否则容易腐蚀，16Mnr焊接后需经过 热处理，在中国现有条件下，现场没法进行处理，如果出现问题，危险性更大。 中国没有这方面的规范和部门对此进行检验，检验标准生产厂家按自己厂家的标 准执行。3、水的影响。CO2系统中如果有水分，不但会造成冰堵，CO2和水 反应生产碳酸，对系统造成腐蚀。通常在系统中增加干燥过滤器，经常更换干燥 过滤器，但在如此高的压力下，更换过滤器，对设备管理人员提出了更高的要 求。4、临界温度低。CO2的临界温度是 31.1℃，在传统的 CO2亚临界循环 下要求冷凝温度低于 31.1℃，这也使循环过程很接近临界点，导致相变过程线 较短，使得循环的单位制冷量小，COP(制冷效率)低。 5、CO2冲霜的问题。如果采用电融霜，运行费用非常高；采用水融霜，融霜时
=
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1
1
GWP=1，环保 GWP=330
0
NH3：
NH3：
ODP=0，
ODP=0，
GWP=0，环保 GWP=0，环保
安全保护措 施
针对 NH3
针对 NH3和 针对 NH3和 CO2两种保护 CO2两种保护
针对 CO2
R507A
自动化程度 全自动，非常 全自动，相对 全自动，繁琐
成熟
简单
系统复杂
全自动，非常 成熟
1867年，ThaddeusSCLowe首次成功使用 CO2应用于商业机，获 得了英国专利。于 1869年制造了一台制冰机。
1882年，CarlvonLinde为德国埃森的 FKrupp公司设计和开发了采 用 CO2 作为工质的制冷机。
1884年，WRaydt设计的 CO2压缩制冰系统获得了英国 15475号专 利。澳大利亚的 JHarrison设计了一台用于制冷的 CO2装置获得了英国 1890号专利。
剂
冷
氟利昂
适用蒸发 ＞-33.4℃
-30~0℃ -52℃~-30℃ -10℃~+80℃ ＞-46.7℃
温度℃
（R507A )
NH3和 CO2 CO2跨临界压 氟利昂压缩
1931年，以 R12为代表的 CFCs制冷剂一经开发，便以其无毒、不可 燃、
不爆炸、无刺激性、适中的压力和较高的制冷效率，很快取代了 CO2在安全 制冷剂方面的位置，CO2逐渐不再被作为制冷剂使用。
CO2制冷剂的再受重视
由于 CFCs对于臭氧层和大气变暖的不利影响，保护环境，实现 CFCs替代成 为全世界共同关注的问题。从 1985年的《保护臭氧层的维也纳公约》到 1987 年的《蒙特利尔议定书》，以及 1990年伦敦会议和 1992年哥本哈根会议对蒙特 利尔议定书的修正，世界范围内的 CFCs替代进程在不断加快。1991年 6月，我 国在修改的《蒙特利尔议定书》上签字，成为缔约国之一。1992年 5~7月编制了 “中国消耗臭氧层物逐步淘汰国家方案”，并于 1993年 1月经国务院批准。这样按 国家方案，逐步淘汰消耗臭氧层物质已经成为一项国际责任。
NH3双级配搭 NH3/CO2载冷 NH3/CO2复叠 二氧化碳制 氟利昂制冷
制冷
剂制冷
制冷
冷
最高工作压 不高于 15 力(Bar)
不高于 20
30~40
140
不高于 20
NH3：
CO2：
CO2：
CO2:
R507A:
ODP=0，
环保
ODP=0,GWP ODP=0,GWP ODP=0， ODP=0;
GWP=0，环保
1886年，德国人 FranzWindhausen设计的 CO2压缩机获得了英 国专利。英国的 J&EHal公司收购了该专利，将其改进后于 1890年开始投 入生产。
19世纪 90年代美国开始将 CO2应用于制冷。
1897年 KroeschelBros锅炉公司在芝加哥成立了分公司，生产 CO2 压缩机。
CO2在冷库制冷系统的应用 辽宁石油化工大学 汤玉鹏
一、CO2作为制冷剂的发展历史
在 19世纪末至 20世纪 30年代前，CO2（R744），氨（R717）， SO2（R764），氯甲烷（R40）等曾被广泛应用。
1850年，最初是由美国人 AlexanderTwining提出在蒸汽压缩系 统中采用 CO2作为制冷剂，并获英国专利[1]。
操作安全性
简单
相对复杂一些
较复杂
复杂
简单
根据负荷变化 根据负荷变化
根据负荷变
系统运行的 稳定性及灵
活性
自由选择运行
台数及能级， 实际运行效率
较高
自由选择运行 台数及能级， 实际运行效率
高
运行负荷变化 对其系统有影 响，运行不稳
定
自动匹配负 荷量
化自由选择
运行台数及 能级，实际运 行效率较高
工作压力低 工作压力低 工作压力高 压力非常高， 工作压力低
CFCs替代的首要原因是因为它们破坏臭氧层，因此新的替代工质必须对于臭 氧层没有破坏。HFC类工质，因为对于臭氧层没有破坏力，成为替代 CFCs的重 要工质 。特别是 HFC134a 作为 CFC12的替代物已被大规模生产与应用 。 HFCs虽然不破坏臭氧层，但它们化学性稳定，释放后能够积累，这最终导致明显 的温室效应。虽然人们可以努力合成性能更佳的工质，但由于制冷剂的使用量非常 大，最终将不可避免地有相当部分泄漏到大气中去。任何大量人工合成物质排放到 自然界中，都会对于环境造成影响，因此现在一种普遍的观点是采用自然工质。前 国际制冷学会主席，挪威的 GLorentzen在 1989~1994年大力提倡使用自然 工质[2,3]，特别是对于 CO2的研究与推广应用上起了很好的带头作用。从此 CO2制冷装置的研究与应用又一次成为在全球范围内受重视的热点。
1919年前后，CO2制冷压缩机才被广泛应用在舒适性空调中。 1920年，在教堂的空调系统中得到应用。 1925年，干冰循环用于空气调节。 1927年，在办公室的空调系统中得到使用。
1930年，在住宅的空调系统中得到使用，后来又被用于各种商业建筑和 公共设施的空调制冷系统。
CO2制冷曾经达到很辉煌的程度。据统计，1900年全世界范围内的 356 艘船舶中，37%用空气循环制冷机，37%用氨吸收式制冷机，25%使用 CO2蒸 气压缩式制冷机。发展到 1930年，80%的船舶采用 CO2制冷机，其余的 20% 则用氨制冷机。由于当时的技术水平比较差，CO2较低的临界温度（31.1℃）和 较高的临界压力 (7.37MPa)，使得 CO2系统的效率较低。加上其冷凝器的冷 却介质多采用温度较低的地下水或海水，基本属于亚临界循环。当水温较高时（如 热带海洋上行驶的轮船其冷却水的温度可接近 30℃），其制冷效率会更加下降。 所以 CO2制冷技术并没有进一步开发运用于汽车空调、热泵等。