碳氢化合物是环境友好的制冷剂，其中可用于制取低温的有R170（乙烷）和R1150（乙烯）等，而R290（丙烷）和R1270（丙烯）可以用作高温级制冷剂。通过热力学理论计算，得到了-80～-60℃蒸发温度下采用这些碳氢化合物组合的复叠式制冷循环的最大COP值，以及COP的变化规律，并与R22／R23作为制冷剂的复叠式制冷循环进行了对比；发现了其中R290／R170和R1270／R170与R22／R23性能接近；可以作为复叠式制冷循环的替代制冷剂。

分析了CO2的热力特性和CO2复叠式制冷循环的优势及应用现状，概述了复叠式制冷循环的原理及组成，从理论和实验两个方面对NH3／CO2和R290／CO2复叠式制冷循环进行了分析，得出了COP以及高低压级质量流量比与蒸发温度、冷凝温度、冷凝蒸发温差之间的关系。

介绍了用于低温环境下采用自然工质CO2、NH3和R2903的复叠式制冷循环,介绍和分析了CO2、R290和NH3的物性特征,并且进行了复叠式制冷循环的热力学理论分析,通过计算得出了不同蒸发温度下的最佳低温循环的冷凝温度和最佳流量比.通过CO2-NH3,CO2-R290和NH3-NH3复叠式循环的比较,可以看出CO2-NH3、CO2-R290的复叠式制冷循环在低温制冷条件下有明显优势.