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摘要
随着国际社会环境意识的提高，臭氧层破坏、温室效应问题受到持续广泛的关注，越来越多的学者将注意力集中于环保制冷剂。CO2因简单易得、安全可靠、传热性能和流动性好等优点受到重视。本文对CO2气液两相小型膨胀机的研究进展进行分析和总结，发现在循环中将节流阀换成CO2膨胀机可有效提高系统的制冷效率，经过计算得到带膨胀机跨临界CO2循环的制冷、制热效率分别比R134a循环高6.9%、4.6%,比带节流阀的循环高25.76%、16.17%;CO2膨胀机的等熵效率越高，系统制冷、制热效率越大，若CO2膨胀机的等熵效率大于32%,则带CO2膨胀机的系统性能优于带回热器循环的系统性能。不同CO2膨胀机由于结构不同导致效率、泄漏和摩擦损失不同，活塞式、转子式等膨胀机结构简单，但同时泄漏损失也较大；滑片式、旋转叶片式、涡旋式等膨胀机效率得到了很大提高，但其结构较为复杂，制造难度大，生产成本较高；同时对当前存在的一些问题提出了解决办法，如进行合理的设计减小泄漏与摩擦损失、将压缩功提供给压缩机、在膨胀过程中加入其他气体以及设计可调节膨胀比的CO2膨胀机。目前CO2膨胀机的研究基本集中于实验室，在工程中应用较少。因此未来应以实验和理论相结合，进一步研究CO2膨胀机效率提升、关键零部件技术开发等问题。
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