目前制冷行业普遍使用的CFCS等人工合成制冷剂,对地球的臭氧层产生了严重的破坏,后续开发的HCFCS类人工合成制冷剂对臭氧层虽然破坏较小,但是对地球有不同程度的温室效应影响。由于涉及HFC的全球变暖问题,制冷界对制冷工质的替代进行试验研究,其中CO2以其良好的物、化特性而受到青睐。R404a是环保制冷剂,C02是自然工质,随着社会发展和人类自身生存环境的保护,未来的发展必将得到广泛应用。本文通过对复叠制冷及自然、环保制冷工质的分析研究,设计搭建了R404a/CO2复叠式制冷系统,并进行了理论分析和设计选型,为今后复叠式制冷系统中自然工质替代的工作提供参考。首先提出了选题背景,介绍了研究目的及意义,概况了主要研究内容,简述了论文的基本框架结构。其次介绍了环保工质R404a和自然工质CO2。介绍国内外环保制冷剂的发展现状及物理特性,并且研究和了解CO2的应用领域及作用。详细介绍了R404a/CO2复叠式制冷系统。结合相关理论介绍系统原理及工作流程,建立R404a/CO2复叠式制冷机组数学模型,阐述复叠制冷系统设计关键点和技术优势。利用已有数学模型,通过理论计算,完成了对R404a/CO2复叠式制冷机组的设计选型。主要有高、低压级的压缩机、蒸发器、冷凝器等主要制冷设备以及其他辅助设备的设计计算和选型。实现了R404a/CO2复叠式机组的从理论研究向实际应用的转变。最后是结论与展望部分。本机组在将来会有较好的发展和可观的经济效益。