在復疊式製冷系統中，二氧化碳循環在亞臨界條件下運行。此時二氧化碳用作低壓級製冷劑，高壓級用NH3作製冷劑。與其它低壓製冷劑相比，即使處在低溫，二氧化碳的粘度也非常小，傳熱性能良好，因為利用潛熱，其製冷能力相當大。目前，歐洲在超市中已建立了幾個這種用二氧化碳作低溫製冷劑的復疊式製冷系統，運行情況表明技術上是可行的，這種系統還適用於低溫冷凍乾燥過程。美國伊利諾伊大學（UIUC）空調和製冷中心的C.W.Bullard等對二氧化碳工質在家用空調、超市冷櫃等方面的應用進行了廣泛的理論與實驗研究。

    全球壓縮機生產企業，包括丹佛斯、比澤爾、都凌以及艾默生等，都順應了這個潮流，紛紛推出二氧化碳壓縮機，並為商業部門提供了二氧化碳解決方案。

    作為減少碳足跡的積極響應者，丹佛斯的TN型壓縮機曾榮獲「AHR創新獎」。丹佛斯藍色家族如今在全世界已有27個工廠，它的生產分五大生產線：自動製冷生產線、家用製冷生產線、商業製冷生產線（大型壓縮機）、給家用冰箱生產恆溫控制器等配套元件、工業製冷生產線。同時丹佛斯的二氧化碳氣體冷卻器解決方案具有安裝調試簡便、最大系統運轉效率等優點，是最佳的現場應用解決和成本管控系統的解決方案。

    比澤爾作為最早推出二氧化碳製冷壓縮機的廠商，多年來一直與世界上主要的客戶保持著緊密的聯繫，共同研發二氧化碳製冷技術。目前，比澤爾與客戶開發的最早的二氧化碳機組已經安全運行近20年。

    Dorin開發出世界上第一台半封閉往復式二氧化碳壓縮機。這種壓縮機能夠用在HPWH和輕型、中型商業製冷設備中。功率從0.75kW到15kW不等的電機能夠以中速和高速模式運轉（1450rpm和2900rpm）。壓縮機的直徑從18mm到34mm不等。

    全球首屈一指的制熱，空調和製冷解決方案提供者，艾默生的谷輪渦旋式壓縮機可用於低溫級聯繫統，是美國唯一一款達到UL規定對於高壓亞臨界二氧化碳級聯繫統要求的壓縮機。

    二氧化碳是製冷空調行業的天然製冷劑之一，其在製冷行業的廣泛使用，已有一百多年的歷史。目前二氧化碳的研究和應用主要集中於三個方面：一方面是汽車空調領域，由於製冷劑排放量大，對環境的危害也大，必須儘早採用對環境無危害的製冷劑；第二方面是熱泵熱水器，二氧化碳在超臨界條件下放熱存在一個相當大的溫度滑移，有利於將熱水加熱到一個更高的溫度；第三方面是考慮到二氧化碳良好的低溫流動性能和換熱特性，採用它作為復疊製冷循環低溫級製冷劑。