王 铁

（大连新明华电子科技有限公司 大连 116630）

引言

制冷剂的选择对制冷系统尤为重要。选择制冷剂时须考虑性能、安全性、可靠性、环境友好性和成本等因素。其中，最主要的因素是安全性、可靠性和环境友好性。二氧化碳是一种常见的自然工质，对环境没有损害，消耗臭氧潜能值（ODP）为0，全球变暖潜能值（GWP）为1，无毒且不可燃，二氧化碳的密度比空气高，在制冷方面二氧化碳工质较传统工质有优势，但在安全方面也存在一些问题。

1 CO2制冷剂的发展与特性

CO2作为最早的制冷剂之一，在19世纪末到20世纪30年代得到了普遍的应用，到1930年，80%的船舶使用 CO2制冷剂，但由于当时采用的CO2亚临界循环系统效率低，同时，氯氟烃（CFCs）制冷剂的出现，导致了CO2制冷剂使用的下降，最终在20世纪50年代，CO2制冷系统被完全淘汰[1]。

在20世纪80年代末发现合成制冷剂的不良影响后，人们对CO2重新产生了兴趣。CO2制冷在住宅和商业建筑的空调系统中得到了广泛的应用。总之，目前正在研究的CO2制冷有许多应用潜力，其中大部分是很有前景的。

1.1 CO2跨临界循环

以CO2为制冷剂的跨临界循环的高压排热过程具有较大的温度滑移，可以更好地与水的温升过程相匹配，使其非常适合应用于热泵热水器中[2]。与其他对流制冷剂相比，CO2制冷剂跨临界运行的温度范围最高，即（-50 ～120）℃[3]。跨临界循环的唯一缺点是高压。CO2的临界压力是73.7 bar。如果CO2经过一个跨临界循环，那么它的高压将超过73.7 bar，这是相当高的。这就需要一个能够耐受如此高压力的设备。……