Le dioxyde de carbone est l’un des plus anciens fluides du froid ; supplanté par les fréons dans les années 1930, il est revenu après les années 2000 avec les restrictions sur les gaz à effet de serre. Il est non inflammable, non toxique (sauf à forte concentration), bon marché et disponible partout ; sa capacité de transport de chaleur étant très élevée, les diamètres de tube sont petits. Sa valeur de GWP de référence est 1 : le GWP de chaque fluide se mesure par rapport au CO₂.
Sa difficulté est la pression : sa température critique étant de 31 °C, il ne peut pas se condenser normalement par temps chaud et travaille dans la zone « transcritique » à 90–120 bar ; en chambre froide, même une évaporation à 0 °C signifie 34 bar. Compresseurs, tubes, vannes et régulateurs sont conçus spécifiquement pour le CO₂. En revanche, dans les climats froids son rendement dépasse celui des systèmes HFC ; dans les climats chauds, l’écart se comble par des solutions comme la compression parallèle, les éjecteurs et le refroidisseur de gaz adiabatique.
Aujourd’hui, la majorité des nouvelles installations frigorifiques des magasins européens sont des racks CO₂ transcritiques ; dans les grands entrepôts frigorifiques, les systèmes en cascade ammoniac/CO₂ sont répandus. En Türkiye aussi, les chaînes de magasins et les entrepôts logistiques prennent cette direction. Le tableau pression–température du CO₂ figure sur notre page du fluide ; le point triple à −56 °C et le point critique à 31 °C y apparaissent.