王 晶 赵远扬 李连生 王智忠

(1西安交通大学流体机械与压缩机国家工程研究中心 西安 710049；2 合肥通用机械研究所 合肥 230000)

由于全球变暖，使得人们对环境保护的关注越来越高。自从人们发现氟利昂对大气臭氧层有破坏作用以来，有关氟利昂的替代工作呈逐年加快的趋势。CO2作为一种绿色环保天然工质(ODP=0，GWP=1)，以及它优良的物性，如：无毒，不可燃，化学稳定性好，单位容积制冷量高，优良的流动和传热特性等，使它在氟利昂替代过程中为人们所发现并重视。

CO2的临界压力为7.377MPa，临界温度为304.13K。CO2超临界制冷系统与普通制冷系统最大的区别就在于其放热为超临界过程。超临界流体的对流换热，指的是当压力高于临界压力，温度在临界温度附近时的对流换热。流体在这种条件下处于单相状态，没有相变的发生，因此没有潜热的吸收或放出。所以，可把它看作物性剧烈变化的单相流体对流换热问题。研究系统有关重要部件如气冷器的性能和CO2在超临界状态下的流动和换热是提高系统性能的有效方法。

CO2气体冷却器分为空气源和水源两种。目前对于热泵用的水源CO2气冷器的研究较多。J Sarkar[1]对CO2热泵系统进行了数值模拟，气冷器为套管式，CO2换热系数采用Pitla关联式，CO2压降采用Filonenko关联式，并分析了换热器的面积比对系统的影响，但无实验部分。张仙平等[2]对套管式CO2气冷器进行了数值模拟，并分析了不同套管根数及对外管径对其性能的影响。刘圣春等[3]通过模拟分析了不同质量流量和管径对CO2侧和水侧换热系数的影响。……