介绍了二氧化碳的热物理特性，理论分析了二氧化碳跨临界循环。在讨论基本理论循环的基础上，研究了带回热器的循环、带膨胀机的循环、既带回热器又带膨胀机的循环。同时，比较了各种循环的性能系数，发现在各种循环中都存在一个最佳的排气压力使得系统的性能系数达到最大值，并且带膨胀机的循环是性能系数最优的循环。

分析了带膨胀机的二氧化碳跨临界循环变工况特性，发现它与传统的蒸汽压缩式制冷循环不同的特点：循环存在一个最佳排气压力使COP最大，且最佳排气压力对冷却器出口温度的变化比较敏感；随蒸发温度的下降，单位质量制冷量先增大后减小；COP随着吸气温度的增加呈现振荡变化，且振荡变化的总体趋势是降低，带膨胀机吸气过热为无效过热的系统安装回热器有助于COP的提高。然而带膨胀机的二氧化碳跨临界循环与传统的蒸汽压缩式制冷循环也有类似之处，它也存在一个最大功率工况。

对制冷剂不冷却电动机的往复式半封闭制冷压缩机进行了实验研究。考虑到具有不同相对余隙容积的压缩机气缸内换热情况不同，在不同工况下对不同型号的压缩机进行了测试，得出了此类压缩机温度系数的一些变化规律；并在上述研究的基础上导出了适用于此类压缩机温度系数的计算公式，可为今后的产品研究开发提供依据。

实验研究了C-SB系列涡旋式压缩机的输气效率。取同系列不同额定制冷量的3台制冷压缩机，在不同频率、不同冷凝压力和不同蒸发压力下进行实验，并进行了机理分析。结果表明：同台压缩机在相同电制下，冷凝压力降低1.15MPa时，输气效率约提高6%；蒸发压力上升0.23MPa时，输气效率约提高7%；同台压缩机在相同电制，相同压差下，输气效率随蒸发压力上升而上升；同台压缩机，在相同工况下，60Hz比50Hz的输气效率高约3%；不同压缩机，在相同电制和工况下，输气效率随额定制冷量增大而上升，当名义制冷量增加30%-50%时，输气效率约相应增加2.5%-3.5%。通过拟合，得到了反映C-SB系列涡旋式压缩机输气效率与冷凝压力、蒸发压力、电制和名义制冷量之间关系的关联式，可用于同系列的新产品开发设计。