本研究提出了一种基于CO2固气两相升华流动的复叠式制冷系统.系统采用环保的天然工质CO2作为冷媒.复叠式制冷系统由高温循环(HTC:High Temperature Cycle)和低温循环(LTC:Low Temperature Cycle)二个部分构成.两部分用一个中间换热器相连接.本文提出 CO2两级复叠式循环概念并进行了实验测试,利用 CO2固气两相升华流动潜热潜力,可以同时实现低于-56.6℃的制冷和80℃以上的制热.通过实验和理论计算,两级系统成功地同时实现了以上功能.此外,本文还总结了基本实验特性并做了相应的系统优化设计和分析.