概述跨临界CO2制冷和热泵循环的原理，提出几个影响该循环的技术关键。介绍跨临界CO2循环的相关应用领域，指出CO2作为性能良好的自然工质有着很好的发展前景。

对跨临界CO2蒸气压缩／喷射制冷循环的理论研究，特别是对喷射器工作特性进行数值模拟，有助于改善实验系统的制冷性能。使用动量守恒和能量守恒方程建立了喷射器模型，同时考虑了系统稳态下喷射器出口干度和喷射系数的耦合关系。比较了不同的CO2冷却放热压力、蒸发温度、喷射器喷嘴效率和扩压效率等对理论循环性能的影响。理论分析表明：优化的喷射系数能显著改善制冷循环性能，蒸发温度和CO2冷却放热压力对系统性能的影响比较大，系统性能系数和喷射器喷射系数对喷射器的喷嘴效率和扩压效率的变化不敏感。

为了提高跨临界CO2制冷系统性能，对具有补气特性的跨临界CO2制冷系统进行了理论分析。在该系统中，利用节流一分离一再膨胀的2次膨胀方法代替传统的1次膨胀方法，导出具有中间压强的饱和气体，再通过压缩机上的补气孔补入压缩腔，以提高系统制冷系数（COP）。该文研究了朴气压强和补气开始时压缩腔内压强对系统性能的影响并给出优化方案。结果表明：对于给定的系统运行工况，当补气压强一定时，随补气开始时压缩腔内压强上升，在完全补气时系统COP增大，在部分补气时系统COP减小；当补气开始时压缩腔内压强一定时，随补气压强上升，在完全补气时系统COP减小，在部分补气时系统COP增大；存在最佳补气开始时压缩腔内压强和补气压强值，使得系统COP达到最大值。