由于CO2制冷剂的放热过程是一个显热放热过程，当用于热泵循环时，这个特点是非常有利的，因为被加温的热源通常也无相变，这样可获得较大的有效传热温差。文献分别介绍了利用CO2热泵循环的热水器和洗衣机的烘干系统。
0NH3CO2低温制冷系统Q制冷量；Q+P放热量1二氧化碳制冷压缩机；2中间热交换器；3氨制冷压缩机；4**级制冷循环的冷凝器；5第二级制冷循环的蒸发器；6第二级节流装置（毛细管或节流阀）；7液相二氧化碳储液器；8**级节流装置33二次冷媒及间接式低温制冷系统超级市场的商用冷柜应用非常普及。根据冷柜的储藏内容的不同，制冷系统需要提供0100和-25-15的冷却条件。所以，冷冻系统属于低温制冷系统，冷媒的蒸发温度有-10-15和-30-40两种蒸发温度。现在大量使用的商用冷冻装置一般采用R134a、R404A以及R507为工质直接膨胀式制冷系统，利用分布式节流装置的调节作用，使蒸发器获得不同的蒸发温度，提供不同的冷却条件，制冷系统通常内置在冷柜中。
间接式制冷系统具有较低的总当量温室效应系数，因而越来越受到重视。
但是，间接式制冷系统由于二次冷媒循环消耗泵，整个制冷系统能量消耗增加，将降低整个制冷系统的COP值。因此，需寻找具有较低的循环泵功耗以及很好的传热性能的二次冷媒。
当商用冷柜的制冷系统采用NH3以及碳氢化合物为制冷剂时，间接式冷却系统是必要的.间接式制冷系统可以包括上述的NH3CO2两级低温制冷系统以及利用显热的方式输送冷量的二次冷媒循环系统。
很明显，利用CO2做二次冷媒比起单相冷媒具有很高的传热性能，液体的粘性要低一、二个数量级，而且CO2的质量流量很小，管道直径很小，可以较好地解决CO2二次冷媒循环的较高压力问题。
