在环境污染和能源问题日趋严峻的背景下，空气制冷循环作为能满足大气生态环境要求的最佳制冷循环己经引起了人们的关注。而目前我国居民用空调使用的大都是以R-22制冷剂为主的压缩式蒸汽制冷系统，对环境造成了很大程度的污染。针对这种情况，本文将空气制冷系统应用于居民空调. 针对居民空调运行的情况，通过对各种空气制冷系统设计方案的比较，选择出适合于居民空调的空气制冷系统，并对所选方案进行了详细的热力学分析。以热力学分析的结果为依据，对该空气制冷系统中各主要部件分别进行了热力分析，而且建立了膨胀机模型、换热器模型、压缩机模型并且将各模型组成有机的整体，建立系统稳态模型，进行系统模拟，并对模拟结果进行讨论. 通过模型的计算得到得出了制冷系统性能与透平膨胀机及离心式压缩机的等熵效率、压比等参数之间的函数关系，并且通过计算程序计算研究了这些参数对该系统性能的影响。计算表明：膨胀机的等熵效率较压缩机的等熵效率对系统的COP影响大；制冷系数随着膨胀机的进口温度的降低以及压缩机进口温度的升高而增加。