低温二氧化碳阶梯串联循环制冷系统实验研究

摘要

本研究针对低温制冷的需求，提出了一种基于CO2低温固气两相升华流动的两级制冷系统。系统采用环保的天然工质CO2 作为冷媒。研究中设计的CO2低温两级制冷系统所采用的是在CO2高温循环（HTC:High Temperature Cycle）和低温循环（LTC：Low Temperature Cycle）的耦合系统。两部分通过热量交换从而实现耦合运行。本文提出CO2低温两级耦合循环概念并进行了实验测试，利用CO2固气两相升华流动潜热潜力，可以同时实现低于-56.6℃的低温制冷和80℃以上的制热。通过实验和理论计算，两级系统成功地同时实现了以上功能。此外，本文还总结了基本实验特性并做了相应的系统优化设计和分析。