杨俊兰，白 杨

（天津城建大学 能源与安全工程学院，天津 300384）

0 引言

为了减少臭氧消耗、减缓全球变暖，天然制冷剂CO2越来越受到研究人员的重视。CO2作为一种环境友好型制冷剂（ODP=0，GWP=1），具有无毒害和不易燃等特性，然而CO2临界温度31.1 ℃，临界压力为7.38 MPa，CO2制冷系统多为跨临界循环，排气压力高达10 MPa，导致了节流过程巨大的不可逆损失，造成CO2跨临界制冷循环的COP比传统制冷剂制冷循环要低得多，这限制了CO2跨临界系统的推广应用。

为了提高CO2跨临界循环的性能，一些学者对机械过冷循环和回热器循环用于CO2跨临界系统进行了理论和实验研究。代宝民等［1-2］对机械过冷循环进行了热力学分析，结果表明：在最优排气压力和最优过冷度2个参数条件下，循环存在最大COP；相对传统CO2制冷循环，增加辅助循环可显著提高循环COP，降低CO2排气压力和排气温度。SHE等［3］对机械过冷循环提出利用膨胀机替代节流装置，回收高压制冷剂的膨胀功，将回收的膨胀功用于驱动辅助循环中的压缩机，从而使整个机械过冷系统没有额外的耗能，计算结果表明COP提升了49%。文献［4-7］分析了带有R290机械过冷装置的CO2跨临界两级压缩系统的性能，通过改进CO2压缩机和气体冷却器可以提高系统性能。王洪利等［8］的研究表明，双级压缩CO2跨临界带回热器循环的性能，比不带回热器循环提高了5%～10%。DANIEL等［9］比较了不带回热器循环和回热器安装在循环中不同位置时，制冷量、压缩机耗功和COP的变化，结果表明，同时使用2个回热器可以在最优排气压力下使COP提高13%。……