二氧化碳制冷循环用膨胀机.PDF

专题论述 SC IE NC E TECHNOLOGY 二氧化碳制冷循环用膨胀机 Expanders for carbon dioxide refrigeration cycles ·静罔大学工学部机械工学科 柳尺 正 ,福田充宏 摘要 ：本文简要叙述了二氧化碳制冷循环用膨胀机。膨胀机有助 膨胀能量后可以利用的点以及膨胀后的比焓减少后在吸热过程 于恢复超临界二氧化碳循环中相当大的节流损失，有效改进循环 中比焓的变化幅度增加 （制冷能力增加）的点。特别是将膨胀 的COP值。例如往复式、涡旋式和螺杆式膨胀机，许多大学和实 机回收能量作为压缩所必需能量的一部分来加以利用的话，制 验室正在广泛的研究与开发。许多膨胀机专利被公司工程师采用， 冷循环的COP在双重意义上得以提高。 这将使人们期待能实际用于系统的膨胀机尽早被开发出来。对膨 胀机中超临界膨胀和超临界泄漏这类有趣现象的基本研究，被要 膨胀阀 膨胀机 求用来改进膨胀机的效率。 关键词：膨胀机 二氧化碳 自然冷媒 制冷循环 过渡临界循环 叶片 涡旋 1前言 因为地球温室化原因，在制冷空调循环中使用的冷媒，从原 来的氟利昂转向自然工质流体。作为自然工质流体，从以前开始 图1压力焓线图 使用得最为普遍的就是氨，但是在今天，家用冰箱更多使用碳氢 化合物，家用热泵热水机更多使用二氧化碳 （CO）。正在尝试把 另一方面，如果在温度－熵图上显示，即如图2所示。在其膨 2 最终的自然物质——水与空气作为工作流体加以利用的研究开发， 胀过程中，采用老式的膨胀阀的循环 （虚线），比熵增加，与此相 还未达到广泛运用的阶段。 反，采用膨胀机的循环 （实线），比熵呈固定的垂直线。这时，图 在具有实际利用价值的自然工质流体中，由于氨的毒性与可 2中剖面部的面积相当于膨胀阀中的节流损失能量。 燃性、与铜质材料的不相容性，直到现在，其用途只局限于工业 膨胀阀 技 术