一种近似等温两次膨胀做功的热机系统，包括有压缩机、热交换器、冷凝器、加热器、蒸发器和散热器。压缩机连接有热交换器、冷凝器和加热器。加热器连接有等压转换器。等压转换器连接有气体工质泵、气体再热器。等压转换器连接有降压转换器，降压转换器与热交换器连接。热交换器连接有蒸发器、气液分离器和散热器，散热器与压缩机连接。气液分离器连接有液体工质泵、液体再热器，液体再热器与等压转换器、降压转换器连接。降压转换器与冷凝器连接，冷凝器与蒸发器连接，蒸发器与降压转化器连接。本发明所述的一种近似等温两次膨胀做功的热机系统，其设计合理，结构简单、巧妙，不仅能够更好的适应低温，而且还能有效提高系统效率。