刘帅领 马国远 张海云 戴 晗 许树学

空气制冷技术原理及发展现状

刘帅领1马国远1张海云2戴 晗1许树学1

（1.北京工业大学 北京 100124；2.中国计量科学研究院 北京 100029）

介绍了空气制冷循环原理与工作特性，分析了空气制冷循环系统的研究进展及应用领域，对采用回热、多级压缩中间冷却、湿压缩、热回收等性能提升方法及关键参数影响规律进行了分析。最后，对空气制冷机未来的发展进行了评价。

空气制冷；性能提升；应用领域；关键技术

0 引言

空气制冷是采用空气作为工质的一种制冷技术。1844年，由美国人戈里制造出第一台空气制冷机[1]，由于与之相匹配的技术落后，其综合性能系数较低，无法与后来出现的蒸气压缩制冷机相匹敌，使得空气制冷机逐渐没落[2]。近年来，环境问题受到人们的普遍关注，《蒙特利尔协议》的颁布意味着在不久的将来，氟利昂制冷剂将被全面禁止使用。有鉴于此，学者们纷纷加入到替代制冷剂的选择及应用研究行列[3-5]。现阶段，虽然在一些氟利昂合成替代工质方面取得了一定进展，但仍然不是很理想[6]。随着高效透平膨胀机、紧凑型换热器、高速轴承的出现，使得空气制冷机又重新受到人们的重视。与蒸气压缩制冷循环相比，空气制冷循环具有安全环保、制冷温度范围宽，低温下性能优良、设备简单可靠等优点。本文对空气制冷技术发展过程及最新研究进展进行总结，以期为后续深入研究提供参考。

1 理论循环

空气制冷循环又称逆布雷顿（Brayton）循环，是由两个等熵过程和两个等压过程组成，系统循环流程和温熵图如图1所示。……