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两级节流跨临界CO2引射制冷系统性能模拟及实验研究CO2作为一种天然制冷剂,其ODP值为0、GWP值为1,非常符合我们对环境保护的要求。
传统跨临界二氧化碳制冷系统压力高,节流损失较大,因此提升系统COP意义重大。
本文采用针阀和引射器两种节流装置对系统进行两级节流,其中第一节流装置用来控制高压侧压力,第二节流装置控制蒸发温度并回收部分膨胀功。
本文主要对系统中的第二节流装置引射器进行了数值模拟和实验研究,研究了不同工况条件下的系统性能,分析了系统性能的影响因素;实验对比了第二节流装置采用引射器和使用传统节流装置对系统性能的影响。
本文使用ANSYS CFX对不同尺寸的引射器内部流动及性能进行了数值模拟,分别模拟了不同引射器进口压力条件下引射器内部速度场、温度场、压力场及引射比。
模拟结果表明:二氧化碳在引射器中速度整体上呈先增加后减小的趋势;压力、温度在第二喷嘴喉部处出现快速下降;对喷嘴距分别为0mm、9mm、15mm 的引射器内部的速度分布、压力分布、温度分布及引射比等参数的模拟。
结果表明,喷嘴距为9mm时引射器的引射比最大。
同时,对混合室长度分别为92mm、124mm的引射器模拟结果表明,混合室长度为124mm的引射器性能高于于混合室长度92mm的引射器性能。
实验数据表明,在固定蒸发压力和气冷器出口温度时,压缩机功耗随排气压力的增加呈增加趋势,制冷量及系统性能系数随排气压力的增加呈先增加后减小的趋势,在排气压力为9MPa时系统性能达到最值。
对于不同的工况条件,系统性能系数随喷嘴距的增加呈先增加后减小的趋势,在喷嘴距为9mm时系统性能系数取得最大值。
混合室长度分别为92mm、124mm的引射器实验数据表明,使用混合室长度为124mm引射器的系统性能系数大于混合室长度92mm引射器的系统性能系数。
这些结论与数值模拟结论是一致的,但引射器引射比模拟值要高于实验值。
引射器节流与传统节流的比较结果表明,在相同的实验工况条件下,使用引射器节流装置减少了的二氧化碳节流损失,提升了二氧化碳制冷系统性能。
跨临界循环二氧化碳制冷系统研究摘要：本文对co2跨临界制冷循环的典型流程与特点进行了阐述；并从超临界co2特性的研究、co2制冷设备的研究和开发以及co2跨临界循环系统安全和可靠性方面展开论述，分析了二氧化碳跨临界循环制冷的发展趋势。
关键词：二氧化碳；跨临界循环；制冷中图分类号：tq116.3文献标识码： a 文章编号：前言：作为最早的制冷剂之一，co2在19世纪得到了广泛的应用。
到19世纪30年代，世界上约80%的船舶采用了co2制冷，但是当时的co2制冷效率不够高，功耗极大，并逐渐被同期出现的以r12为代表的氟氯烃制冷剂代替。
近年来，制冷剂对臭氧层破坏加剧，且造成了全球温室效应等诸多环保问题，co2作为制冷剂重新出现在公众视野中。
本文将对co2跨临界循环制冷的研究现状和进展进行介绍。
一、co2跨临界制冷循环流程及其特点co2跨临界制冷循环基本流程co2跨临界制冷系统流程图如图1所示，压缩机对气体工质进行压缩，使其压力升至超临界压力之上，（f—a过程），进而在气体冷却器内由冷却介质对其进行冷却（a—b过程）；为使制冷压缩机的性能系数（cop）有所提高，在内部回热器中，压缩机将进一步对从气体冷却器中释放的气体进行回气冷却（b—c,e—f过程）；最后进行节流降压（c—d过程），部分液体发生液化，在进入蒸发器后，湿蒸气发生汽化（d—e过程）进而对附近的介质热量进行吸收，最终达到了制冷目的。
储液器的作用是进行液气分离并负责制冷剂的补充。
图1 co2跨临界制冷系统流程图本系统的最显著特点是工质的吸热和放热过程在相对应的亚临界区和超临界区分别进行，压缩机的吸气压力要比临界压力低，临界温度高于蒸发温度，循环吸热过程依然在亚临界状态下发生，通过潜热完成换热过程。
但是临界压力低于压缩机的排气压力，所以工质的冷凝过程不同于其在亚临界状态下的过程，而是通过显热实现换热过程。
co2跨临界制冷循环特点co2跨临界的优点co2具有无毒、来源丰富、制冷量大等优点。
CO2跨临界压缩式制冷循环理论分析
王燕江;陶乐仁;刘银燕;王超
【期刊名称】《大学物理实验》
【年(卷),期】2016(029)006
【摘要】环保工质CO2作为制冷剂用于空调领域再次受到广泛关注。
文中对CO2跨临界循环进行了热力学理论分析，分析结果表明：循环系统存在最优高压压力，使得其COP 达到最大值；蒸发温度的升高或者冷却压力的降低都能提高COP ，但都会降低效率；实际运行系统中，应该尽可能提高蒸发温度或者降低气体冷却器的出口温度。
【总页数】5页(P4-8)
【作者】王燕江;陶乐仁;刘银燕;王超
【作者单位】上海理工大学，上海 200093;上海理工大学，上海 200093;上海理工大学，上海 200093;上海理工大学，上海 200093
【正文语种】中文
【中图分类】TK124
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CO2跨临界双级压缩制冷循环的热力学分析
谢英柏;孙刚磊;刘春涛;刘迎福
【期刊名称】《化工学报》
【年(卷),期】2008(59)12
【摘要】由于臭氧层破坏和温室效应的不利影响，用自然工质替代合成工质越来
越受到国内外制冷界的重视。
在几种常用的自然工质中，除水和空气以外，CO2
是与环境最为友善的制冷工质之一。
CO2使用安全，无毒；物理化学稳定性好；
单位容积制冷量大，有利于减少装置体积；在超临界条件下，它的流动传热性能好；此外，CO2容易获取，价格低廉，不需要回收，
【总页数】5页(P2985-2989)
【作者】谢英柏;孙刚磊;刘春涛;刘迎福
【作者单位】华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室,河北,保定,071003;华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室,河北,保
定,071003;华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室,河北,保
定,071003;华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室,河北,保
定,071003
【正文语种】中文
【中图分类】TB61
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CO2跨临界（逆）循环的热力学分析时第19卷第6期工程热物理1998年11月JOURNALOFENGINEERINGTHERMOPHYSICS,r0l19.NO6NOV..1998CO2跨临界(逆)循环的热力学分析6I\马一太√吕灿仁(天津大学热能研究所天津300072)关键词co(R744),跨临界循环,热泵,回热器,膨胀机冉1)f乏未●.'...'.....…_..'一-1前言世界各国开展了寻求CFC和HCFC替代物的广泛研究.到目前这项研究已有了实质性的进展.主要提出了包括R134a在内的若干HFC及其混合物来替代R12,1%502和R22等,并且已开始商业化生产.但人们已发现这些新工质并没有达到"长期"替代物的要求,大部分HFC都有较高的温室效应和某些缺陷.随着世界范围制冷空调技术的应用和发展,对各种制冷工质的需求量逐年上升,每年达到数十万吨的消耗量,其中绝大部分将扩散到大气中去.这些物质的寿命或长或短,都会增加温室效应,或分解产生其它的副作用.人类大规模生产地球上本来不存在的气态物质,最终要破坏地球的生态平衡.作为制冷剂,在上世纪末至本世纪三十年代前CO2(R744),氨(R717),SO2(R764),氯甲烷(R40)等曾被广泛应用.由于上述除CO2之外的工质都有毒性或可燃性,无毒不燃的CO.在民用制冷和船用制冷等方面有其不可替代的优势.据文献记载,英国的HiglandChief商船在1890年安装了第一台CO2制冷机,从此CO2制冷机开始在海运轮船上普及.到1930年,80%船舶采用CO2制冷机,其余的20%则用氨制冷机,最后一艘配有CO2制冷机的轮船是在1950年退役的.CO2用于空调机较晚.它在1919年出现在剧院和商业空调,1927年用于办公楼, 1930年用于民用空调.当臭氧层破坏基本有了解决途径之后,温室效应引起人们较大的关注.CO是温室气体,但从分子角度看,各种HFC的温室效应是CO2的1000---2000倍,大量生产和应用HFC必将加速全球变暖的趋势.已故的前国际制冷学会主席G.Lorentzen曾发表多篇论文,大力提倡使用自然制冷工质,包括氨,碳氢化合物和CO2.他认为CO2是"无可取代的制冷剂",可望在制冷和热泵中发挥作用.挪威SINTEF研究所率先进行汽车空调用CO2作为制冷剂的实验研究,样机实验已得出较好的结果,德国也开展CO2工质汽车空调和热泵应用的研究.2C02热力学性质及优势采用CO2为逆循环工质是基于几方面的考虑.首先CO2是自然界存在的物质.它的臭氧层破坏势ODP值为零,其温室效应势GWP值也很低.实际上,CO2可来源于国家自然科学基金资助项目.车文曾于1997年u月在洛阳召开的中国工程熟物理学会工程热力学与能源利用学术会议上宣读修改稿于1998年1月13日收到.工程熟物理l9卷工业废气,对它加以利用并不增加其在大气中的浓度.另外,作为自然工质的CO2安全的物质,无毒不燃,容易获得,价格便宜,并与目前常用的材料相容,其热物性数据比较成熟.CO2有较低的临界温度和较高的工作压力,用于逆循环的放热过程可处于超临界区,具有较大的温度滑移,该放热过程可以和变温热源相匹配,因此是一种特殊的劳伦兹循环,亦可称三角循环.该循环更适合于以水为热源的热泵系统,以实现提供较高温度的热量输出并有较高的用能效率.这些独特的优势使CO2可作为CFCsHCFCs和HFCs的长期替代物,有非常光明的应用前景.3CO2跨临界循环(TranscriticalCycle)及其最大COP图1给出CO2逆循环系统原理图,它与普通制冷循环基本相似.所不同的是,压缩机的排气压力在临界压力之上,工质在超临界区经定压放热,如图2的1-2-3—4—1.此类循环有时也称为超临界循环(SupercrltlcalCycle).这是当前C02制冷循环研究中最为活跃的循环方式.在跨临界循环或超临界循环时,高压端换热器不叫冷凝器,而称气体冷却器(GasCoder).蒸发器图1简单CO2循环系统4,(a)T一5-图(b)P—h图图2不同压缩比下的CO2循环与外界冷却流体的温度有关.CO2在高压下冷却到终温,可有不同的压缩比,其COP值随压缩比P2/只有较大变化.图2为不同压比下的循环热力图,在一定的压缩比下其COP达最大值,见图3.在典型的空调工况下,=7.2.C,=32.C403o耋252.01510517l92I232527压缩比图3CO2跨临界循环的大G0P504540353o253035404550/℃图4最大G0P和的关系T3=40.c,并用理想压缩机,最大COP:3.61.计算表明,COP随的增加迅速下降,并随的增加而增加,见图4. 在本文中所有CO2的COP都是在给定条件下的最大值.4C02的回热循环对CO2来说,减少节流损失的有效途径之一就是采用回热循环.计算表明,当回热器中蒸气过热温度为25.C时,COP可提高6%,但压缩机的吸气量因过热度的提高而下降.见图5的相对值月与月d.6期马一太菩:c02跨临界(逆)循环的热力学分析6675C02双级压缩循环示于图6的双级压缩系统可有效地降低排气温度与单级压缩相似,在一定的压缩比尸4/下可达COP最大值.计算时中间压力=,/马××∈式中∈=1.0一l_2,根据不同工况进行调整,以保证=图7给出的结果指出,在相同的工况下,双级压缩比单级压缩的COP提高12～l4%.111OtJ.9《t1.807图5回热循环相对00P和吸气量与回热度DT1的关系图6双级压缩系统热力图6用膨胀机回收膨胀功图7单级和双级压缩系统的G0P理论上讲,在制冷循环中可以用膨胀机代替节流阀,以回收工质从高压到低压过程的膨胀功,原理图见图8.但这在传统的亚临界逆循环中几乎没有采用.原因是多方面的,如膨胀机工作在两相流条件下,膨胀功相对数量较小,工质的容积膨胀比很大(一般20—40),这样的膨胀机实现起来有许多技术上的困难.CO2跨临界循环的膨胀机同样也面临着许多难题,但比常规工质更具有可行性.如cO2的容积膨胀比是常规工质的十分之一,仅为2—4;其膨胀功所占的比例也较大,回收起来更有效益.如果设膨胀机的效率为0.65,压缩机的绝热效率为0.8,电机效率为0.9,采用四种循环模型:(1)简单循环,(2)单级压缩回热循环,嘭(3)双级压缩回热循环,(4)用膨胀气体冷却器机的单级压缩循环.在相同的条蔫发器件下,其循环实际cDP依次提高,图8有膨胀机的单级如图9所示-其中第(4)种模型是压缩系统一个很有研究和应用前景的方向图9四种模型的G0P值随的变化关系7热回收一C02循环的优势几乎所有空调系统都把冷凝熟释放到环境中,这是极大的浪费.但在传统空调系统的冷凝温度太低不便于回收.如果适当提高冷凝温度,空调系统可同时用于空气调节和热回收,COP会随之下降考虑一热泵系统,其热回收温度为一较高水平,如65.c.对霉工程热物理l9卷于R22循环,设=70.C,和与上述相同,计算得COPfL22=3.226.对于CO2循环COPco=3.725,其比值为1.12.可见在此系统中CO2可发挥重要作用.多年来人们在研究热泵循环时一直在寻求一种理想的工质,希望在蒸发过程中有较小的相变温差,以和自然界的低温热源相匹配;在冷凝过程中有较大的相变温差,以适应热泵采暖,热泵干燥等梯级放热的要求.CO2的跨临界循环正好能达到这一要求.8结论本文从热力学循环分析角度揭示了CO2跨(超)临界循环的特性,分析可得出:(1)COz具有优良的热力特性和环境特性,其跨临界循环有独特的热力学特性.(2)采用双级压缩回热循环,CO2循环的COP值可以和R22,R134a等常规循环相接近.(3)因Co2在跨临界循环中有很小的容积膨胀比和较大的膨胀功,其单级压缩亦可得到较高的COP,研究实现用膨胀机代替节流阀有非常重要的意义.(4)分析表明CO2跨临界循环可在热泵余热回收系统中发挥大的作用,达到冷热联供.致谢作者感谢美国伊利诺大学空调制冷研究中心主任ClarkW.Bullard对论文研究工作提供的方便和建议.参考文献1w_lJi&nHMotz.PrinciplesofRefrigeration,Nickerson&CollinsCo.Chicago. 1932GuatavLocentzcn,JosteinPettersen.ANewEl丑cientandEnvironmentallyBenignSystemforCarAi卜ConditioningInt.JRefrig.16r1:2l4【司Jc~teinPettersenAnEfficientNewAutomobileAi卜ConditioningSystemDasedonCO2VaporCompressionASHARE.Tra珊.1994.057MSonnekalb.JKohle~.AI卜ConditioningUnitUsingCOaa日RefrigerantInstalledinaBus.Intern~tionaIConferen∞oROzoneProtectionTechnologies.0ct21-23.1996Washington[5]JWertenbacb,JMaue.COaRefrigerationSysteminAutomobileAi卜Conditi.ning.InternationaI ConfexenceonOzoneProtectionTechnologies.Oct2I_231996Wemhington THERMoDYNAMICANALYSIS0FC0,TRANSCRITICALCYCLEMAYitaiYANGZhaoL寸Canreu(Therma/EnergyResearv~ht如TianfinUniverslT/ard~300072)AbstractCo2isasafenatrualrefHgerantwhichhadbeenandwillbewidelyusedinaircondi—tioningandheatpumpsystemsThethernodynamicanalysisoftheC02transcritiealcycle ispresentedinthispaper.TheresultshowsthattheC02cyclesoffersheatrecoverybenefit asahepumpsystem.ItispossiblethattheCOPvalueofC02cycleCancompetewith thoseofR22orR134a-ftwostagecompressionsystemoranexpandersystemareused. KeywordsCO2(R744),transcrlticulcycle,heatpump1expander。
二氧化碳跨临界循环的理论分析与研究乔丽李树林西安建筑科技大学710055摘要：本文主要对自然工质二氧化碳的替代进行研究。
对其热力性质、循环特性进行分析研究，以求进一步完善R744循环。
关键词：自然工质跨临界循环热泵气体冷却器Theoretical Studies and analysis on Transcritical CO2 CyclesAbstract: This paper studies the CO2which one of natural refrigerant, analyzes its thermal properties, the character of CO2 cycle, to make transcritical CO2 cycle more perfectly.Keywords: natural refrigerant, transcritical system, heat pump, gas cooler1前言当前环境问题已成为一个重要的全球问题，其中臭氧层破坏和温室效应问题直接关系到人类的健康和生存，引起了人们的高度重视。
在制冷及热泵装置中广泛使用的CFCs、HCFCs工质是引起臭氧层破坏的主要原因，而且，这些工质为温室气体，已列入逐步被淘汰之列。
制冷空调行业为了适应CFCs和HCFCs制冷工质的淘汰，纷纷转轨使用HFCs，人们一直认为HFCs 是CFCs制冷工质的长期替代物。
现在《京都议定书》又将HFCs列入了温室气体清单中，要对它们的排放加以控制。
国内外制冷空调行业均在探索如何总结历史经验，寻求正确、科学地解决由于环保要求提出的制冷工质替代问题，力争少走弯路。
为了应对环保要求的挑战，在寻找、开发替代制冷工质的过程中，逐渐形成了两种替代路线：即以美国、日本为首的国家仍主张使用HFCs[1]，包括开发纯组分的新一代制冷工质或二元、三元共沸和非共沸混合物；德国、瑞士等欧洲国家主张使用自然工质，包括HCs、CO2、NH3等。
2014年11月CBZYJY 第2卷第6期23船舶职业教育（渤海船舶职业学院，辽宁兴城125105）跨临界二氧化碳循环设备及性能分析摘要：CO 2作为制冷剂具有良好的特性。
基于此，在掌握压缩机内部结构及跨临界CO 2循环影响因素的基础上，将跨临界CO 2循环与R134a 循环进行性能比较，得出在双级压缩中使用中间冷却器可降低排气温度，同时作为膨胀装置的毛细管能使工作稳定，即采用滚动转子式二级CO 2压缩机、中间冷却器和毛细管节流，可获得高效跨临界CO 2制冷循环。
结果表明，跨临界CO 2循环具有比R134a 循环更优异的性能。
关键词：CO 2跨临界循环；制冷剂；毛细管；双级压缩中图分类号：TB64文献标识码：A文章编号：2095-5928（2014）06-23-05收稿日期：2014-09-25作者简介：徐化冰（1971-），男，辽宁铁岭人，讲师，硕士，研究方向：制冷与冷藏技术。
徐化冰Trans-critical CO 2Recycle Unit and Performance AnalysisAbstract:CO 2as refrigerant has satisfactory performance.Therefore,based on the internal structure ofcompressor and the influence factors of trans-critical CO 2recycle,the researcher makes performance comparisonbetween trans -critical CO 2recycle and R134a recycle,obtaining the conclusion that in the two -stage compression,it can reduce the exhaust temperature to use intermediate cooler,and at the same time,the capillary as the expansion device can make the work stable.That is to say,it can make efficient trans-critical CO 2refrigeration recycle to use rolling piston two -stage CO 2compressor,intermediate cooler and capillary restriction.The results show that trans -critical CO 2recycle has more excellent performance than R134a recycle.Key words:trans-critical CO 2recycle;refrigerant;capillary;two-stage compressionXU Huabing(Bohai Shipbuilding Vocational College,Xingcheng 125105,China)0引言近年来，由于全球环境问题，对自然工作流体的使用正变得越来越重视。
跨临界CO 2循环被认为是最具影响力的。
作为制冷剂的CO 2具有非常好的特性，如非消耗臭氧潜能值、可以忽略不计的GWP （一种物质产生温室效应的一个指数）、不可燃性和非毒性等。
尽管有工作压力高的缺点，但近年来还是有很多学者对此进行了深入研究。
利用二氧化碳作为制冷剂，可在许多应用中提供一个完全安全的、经济的、成本低的且有效的“自然”解决方案。
CO 2作为低温制冷循技术研究与应用CBZYJY2014年11月第2卷第6期24环工质有很多优势，如设备和管路尺寸较小、换热效率高和没有腐蚀、蒸发温度可达到-40～-50℃的低温、低温时CO 2的粘度也非常小且传热性能良好。
同时二氧化碳可以从工业回收的废气中提取，其ODP 值为零，CO 2作为环保型替代工质，用于低温制冷循环系统有着很好的发展前景。
实际上，二氧化碳已经被用于CO 2/丙烷和CO 2/NH 3级联循环。
采用超临界CO 2直接膨胀循环的热泵热水器在日本已商用化。
三洋是商业化CO 2压缩机及其应用热泵热水器的厂家之一。
但是，超临界CO 2循环被应用于冰箱或冰柜的还不多。
本文主要介绍滚动转子式双级CO 2压缩机超临界制冷循环系统的组成结构，并对其散热性能和功率消耗与常规R134a 的循环进行比较。
1二氧化碳压缩机1.1跨临界CO 2循环特点及应对方案和传统使用氢氟烃制冷剂的制冷循环相比，跨临界CO 2制冷循环压缩机进出口有很高的压力差，且整个跨临界CO 2制冷循环回路中都有较高的工作压力。
因此使用普通的制冷压缩机是不可行的。
考虑到这些因素，CO 2压缩机采取了如下措施：第一，采用滚动转子式双级CO 2压缩机结构，如图1所示。
第二，采用内部中压结构和完全密封外壳设计。
1.2双级滚动转子式CO 2压缩机为应对压缩机进出口的高压力差，跨临界CO 2制冷循环压缩机采用了双级压缩和中间冷却结构。
采用此结构有以下优点：第一，可以降低排气温度，改善润滑条件。
第二，可以提高输气系数。
采用双级压缩，使单级压缩比下降，余隙容积的影响减小，从而使输气系数提高。
第三，可以节省压缩耗功。
理论分析表明，加入中间冷却后，比原始温度每降低3℃，下一级的压缩耗功约减少1%。
第四，可以减少每一级的作用力。
此外，压缩机的两个转子相差180°安装，可使压缩机的转动惯量变小、转矩平衡，从而降低压缩机的振动和噪音，有利于压缩机的启动和平稳运转。
1.3内部中压结构和完全密封外壳设计1级入口吸入低压二氧化碳，压缩后进入中间体压力外壳，使得外壳填充有中间压力。
由壳体将中间压力的CO 2送入2级压缩入口，压缩到最终压力并直接排出到气体冷却器。
内部中间压力的设计使该壳壁的厚度比高内压的结构薄35％，降低了重量，这几乎与以往的R410a 压缩机相同。
此外，内部中间压力的设计使压缩机中的运行/停止压力差比高内压的设计要小，提高了抗疲劳能力和可靠性。
2CO 2跨临界循环二氧化碳的临界温度（31.1℃）通常是低于空调和热泵系统中的排热温度的典型值，使用二氧化碳作为制冷剂的制冷系统必须经过跨临界循环，即在散热过程中发生在临界压力以上，而吸热过程发生在亚临界条件下。
因此，跨临界循环最显著的特点是冷凝过程在气体冷却器的冷却中取代了常规亚临界循环。
在超临界区域的散热压力是独立的，且存在一个最佳的散热（冷却）压力即有一个最大的COP 。
对于跨临界二氧化碳系统进行适当地优化和控制，就能得到最佳高压压力的相关参数。
图1滚动转子式双级压缩机结构技术研究与应用船舶职业教育2014年11月CBZYJY 第2卷第6期25同时发现如果中间冷却器使用吸气管道热交换器或微通道换热器等，可以改善跨临界CO 2循环的效率。
2.1换热器（气体冷却器和蒸发器）以前的蒸发器大多采用散热片式和圆形管式换热器，因为它们非常实用。
而二氧化碳具有较小的压降，除了圆形管换热器，微通道换热器是最可行的选择。
微通道换热器具有增强性能的潜力，并减少了尺寸和重量。
微通道换热器是一种借助特殊微加工技术，以固体基质制造的可用于进行热传递的三维结构单元。
当前关于微通道换热器的确切定义，比较通行、直观的分类是由Mehendale.s.s 提出的按其水力当量直径的尺寸来划分。
通常将水力当量直径小于1mm 的换热器称为微通道换热器。
上世纪80年代，美国学者提出了一种微通道换热结构。
该结构由高导热系数的材料构成，其换热过程是使底面上的热量经过通道壁传至通道内，其换热性能得到超过传统换热手段所能达到的水平，成功地解决了大规模和超大规模所带来的“热障”问题。
用于两种流体热交换的微通道换热器于1985年由Swift 研制出来。
研究表明，其微通道换热器的单位体积换热量可高达几十Mw/(m 2·K)。
美国太平洋西北国家研究所于上世纪90年代后期成功研制出燃烧/气化一体化的微型装置以及微型热泵等。
卡尔斯鲁研究中心也在利用经过成型工具超精细车削加工的器件，将其彼此连接形成错流和逆流的微换热器。
2.2吸气管道热交换器吸气管道热交换器可提高制冷循环的效率。
加装与不加装吸气管道热交换器冷却效果，可通过等式（1）和（2）分别与图2进行比较。
W 1=（h 1-h 8）=（h 1-h 4）+（h 4-h 8）（1）W 2=（h 1-h 4）（2）式中W —压缩机输出功；h i —各状态点的焓值，i 对应图中的各状态点。
显然，加装吸气管道后循环效率有了明显提高。
图2CO 2跨临界循环过程但是，因为循环使用了吸气管道热交换器，使吸入气体的温度过高，该排出气体的温度可升到150℃左右。
这样就增加了工作的不可靠性。
所以实际的跨临界CO 2循环中需要通过中间冷却器来降低排气温度。
2.3中间冷却器利用吸气管道热交换器和中间冷却器的循环过程如图3所示，循环变为5-9-10-2-7-8-5，图中的最后排气温度2点为100℃左右，排气温度明显降低。
排气温度的降低还能够防止滑油变质和产生其他氧化有机化合物，以改善制冷循环的化学稳定性。
压缩的过程中使用/不使用中间冷却器可以通过等式（3）和（4）与图3进行比较。
W 3=（h 9-h 5）+（h 2-h 10）（3）W 4=（h 6-h 5）=（h 9-h 5）+（h 6-h 9）（4）式中W —压缩机输出功；h i —各状态点的焓值，i 对应图中的各状态点。
上式右侧的第一项和第二项代表第一阶段和第二阶段压缩单元的压缩工作。
在跨临界区域，由于等温的跨临界热排斥，与中间冷却器技术研究与应用CBZYJY2014年11月第2卷第6期26图3双级压缩加中间冷却器的CO 2跨临界循环过程（h 2-h 10）第二阶段压缩工作变得比无中间冷却器（h 6-h 9）小。
所以从压缩机工作效率来看，双级压缩中间冷却的工作性能比单级压缩更好。
中间冷却器的尺寸较大时，可以实现更高的效率。
然而，过多的饱和蒸气可能使液体返回到压缩机的第二级，这可能导致磨损或阀门损坏。
因此，中间冷却器的容量和位置需要仔细考虑。
2.4节流设备作为膨胀装置，毛细管被广泛使用。
毛细管焊接在冷凝器输液管与蒸发器进口之间，起到节流降压的作用，毛细管可以防止冷凝器中常温高压液态制冷剂直接进入蒸发器，降低蒸发器内的压力。
在压缩机停止运转后，能通过毛细管使低压部分与高压部分的压力保持平衡，从而使压缩机易于启动。
由于毛细管的流通截面大小不能调节，故当工作状况发生变化时，不能自动调整。
