本实用新型公开了一种以二氧化碳作为制冷剂的冷库制冷系统，包括低温储罐，及管线首尾分别与其连通的冷库、冷却机构；冷却机构包括依次与低温储罐管线连通的压缩机、换热器及绝热减压膨胀罐，绝热减压膨胀罐设管线回至低温储罐；二氧化碳自低温储罐输出对冷库进行热交换，并回到低温储罐内；冷却机构对低温储罐内的二氧化碳进行冷却处理。所述制冷系统可以实现更大低温范围的制冷，满足不同面积大小冷库的工作需要。