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二氧化碳热泵制冷摘要

应用于跨临界CO2压缩循环的双转子滚动活塞式膨胀机的研究

新型的双转子膨胀机是在原有的单转子膨胀机(目前的第三代膨胀机)的基础上设计的，上下气缸

的结构如图3所示，在设计过程中主要考虑了如下因素。

(1)已经成功研发的三代膨胀机皆为滚动活塞式，为新型CO2膨胀机的研发积累了一定的经验。

膨胀机需要和二氧化碳压缩机相匹配， 同时，鉴于滚动活塞式的特点以及实验室的加工条件，该新型膨胀机仍采用滚动活塞形式。

(2)膨胀机回收的有用功可以带动发电机发电，也可以和压缩机同轴相连将膨胀功传输给压

缩机。

(3)上下气缸的滑板存在一定的夹角 。上气缸排气口与下气缸进气口之间通过连通孔相连，连通

管道尽可能短以减少余隙容积。f41上气缸与进气管相连，进气温度高；下气缸与排气管相连，排气温度低，上下气缸之间安装中间隔板， 以减小上下气缸问的传热损失，隔板厚度需要优化， 既要保证隔板的隔热效果又要减少连通管道的长度以减小余隙容积。

(5)不需要单独的进气控制装置，膨胀空间的形成不需要凸轮阀杆结构， 随着转子旋转， 由一级

转子、二级转子和两气缸滑板在两气缸之间形成密闭的膨胀空间，超临界二氧化碳在密闭空间中膨胀

降压。

(61上气缸与进气管相连，二氧化碳始终是流动的， 因此，不存在凸轮阀杆控制进气过程中开启

和关闭所造成的管道中二氧化碳的停顿与畅通，降低压力脉动。

1·原理图：

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