回熱器在制冷循環(huán)中具有重要作用：
　?、龠M一步降低氣體冷卻(cooling)器出口工質溫度，因而可以獲得更多熱量；
　　②較大程度地減小節(jié)流損失，同時獲得更多冷量；
　?、厶岣邏嚎s機吸氣工質干度，避免液擊事故發(fā)生。
　　④回熱器還可以降低壓縮機耗功，進而提高系統性能。
　　在CO 2跨臨界循環(huán)中，節(jié)流損失比較大，當量冷凝溫度比較高，因而在循環(huán)中設置回熱器，既能滿足性能要求，又可達到高效目的，這在CO 2空氣(Basin air)源熱泵系統中尤為重要。
　　基于以上分析，筆者分別就帶回熱器和不帶回熱器的CO 2跨臨界單級(Single-stage)循環(huán)進行了理論分析和實驗性能測試，為進一步優(yōu)化單級循環(huán)性能和推廣CO 2空調產品提供研究資料(Means)。
　　1帶回熱器與不帶回熱器的CO 2跨臨界單級循環(huán)系統組成1.1不帶回熱器的CO 2跨臨界單級循環(huán)典型的CO 2跨臨界單級循環(huán)主要由壓縮機、氣體(gas)冷卻器、節(jié)流閥和蒸發(fā)(evaporation)器組成。分別給出了CO 2跨臨界單級循環(huán)原理。
　　低壓氣態(tài)制冷劑經壓縮機被壓縮成高壓氣態(tài)制冷劑（過程1D2），經氣體冷卻(cooling)器進行定壓放熱（過程2D 3），然后經節(jié)流閥進行節(jié)流降壓（過程3D4），低壓液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器內進行定壓吸熱（過程4D1），最后回到壓縮機，從而完成一個循環(huán)。
　　1.2帶回熱器的CO 2跨臨界單級循環(huán)制冷循環(huán)中增設回熱器，可以減小節(jié)流損失、增大制冷量，從而提高系統性能。分別給出2帶回熱器與不帶回熱器的CO 2跨臨界單級循環(huán)理論分析2.1兩個循環(huán)系統COP計算CO 2跨臨界單級循環(huán)COP表達式如下。
　?。?）2.2兩個循環(huán)性能(property)對比分析給出了兩個循環(huán)COP隨蒸發(fā)溫度（temperature)的變化。昆山空壓機維修軸承跑外圈一般是因為配合的精度不夠以及外圈定位方式設計不合理造成的。并非所有機頭都按這個時間進行，如果保養(yǎng)好的可以延后，保養(yǎng)差的則需要提前。 隨著蒸發(fā)溫度的增加，兩個循環(huán)COP均呈增加趨勢（trend)，蒸發(fā)溫度越高，系統性能越優(yōu)；在整個蒸發(fā)溫度變化范圍(fàn wéi)內，帶回熱器循環(huán)平均性能要比不帶回熱器循環(huán)提高4.55%左右；對于理想壓縮(compression)機循環(huán)，系統性能要比實際循環(huán)性能高33.3%以上，但這種理想循環(huán)是不存在的。
　　給出了兩個循環(huán)COP隨氣體冷卻器出口溫度的變化。隨著氣體冷卻器出口溫度的增加，兩個循環(huán)COP均呈下降趨勢，溫度越高，系統(system)性能越差；在氣體冷卻器出口溫度變化范圍內，帶回熱器循環(huán)平均性能要比不帶回熱器循環(huán)提高5.23%左右。
　　兩個循環(huán)COP隨壓縮機排氣(Exhaust)溫度的變化，見圖7.在排氣溫度變化范圍內，相同對比條件下，帶回熱器CO 2跨臨界單級(Single-stage)循環(huán)系統COP要高于不帶回熱器循環(huán)，且?guī)Щ責崞鲉渭壯h(huán)排氣溫度要稍高些無論帶回熱器還是不帶回熱器循環(huán)，隨著壓縮機效率提高，系統COP均變大，且壓縮機排氣溫度均有所降低，不帶回熱器循環(huán)降低幅度較大。還可以看出，兩個單級循環(huán)都存在一個最優(yōu)排氣溫度，使得在此溫度下系統COP最大，帶回熱器循環(huán)對應最優(yōu)排氣溫度要高于不帶回熱器循環(huán)最優(yōu)排氣溫度。
　　3帶回熱器與不帶回熱器的CO 2跨臨界單級循環(huán)實驗3.1實驗臺組成兩種CO 2跨臨界單級循環(huán)采用意大利Dorin生產的單級雙缸活塞式壓縮機，理論體積排放量為3.5，m 3 /h，額定輸入功率為4.0，kW；氣體冷卻器(cooler)為新設計的套管式結構，三根相互纏繞(Winding)的銅管組成換熱器內管，內管工質壓力(pressure)最高可達12，MPa，外管為水通道；蒸發(fā)器為不銹鋼殼管式，其設計、制造及核驗查收均按GB151D89《鋼制管殼式換熱器》及GB150D89《鋼制壓力容器》中的Ⅲ級壓力容器進行。昆山空壓機保養(yǎng)冷卻水通過管道進入空壓機中間冷卻器對一級壓縮排出的氣體進行冷卻降溫，再進入后冷器對排氣進行冷卻，另一路冷卻水進水管道經過主電機上部的兩組換熱器冷卻電機繞組，還有一路對油冷卻器進行冷卻。蒸發(fā)器為雙管程單殼程，制冷(Refrigeration)劑在管內流動，異側進出，冷凍水在殼側流動。
　　3.2實驗結果分析(Analyse)實驗中定參數取值：冷卻水進口溫度（20.5±0.5）℃，冷卻水流量（1.25±0.01）m 3 /h，冷凍水進口溫度（10.5±0.5）℃，冷凍水流量（1.55±0.01）m 3 /h，系統高壓（7.8±0.05），MPa.
　　實驗（experiment)中變參數取值：冷卻水進口溫度15～25，℃，冷卻水流量0.6～1.6，m 3 /h，冷凍水進口溫度7～17，℃，冷凍水流量0.4～1.6，m 3 /h，系統高壓6～9.5 MPa.
　　3.2.1不帶回熱器的CO 2跨臨界單級循環(huán)給出了壓縮機高壓對系統制冷(Refrigeration)量Q c和制熱量Q h的影響?？芍?，隨著系統高壓的增加(increase)，制冷量和制熱量都呈上升趨勢，在某一壓力下，制冷量和制熱量出現極值，之后，隨壓力增加，制冷量和制熱量均逐漸下降。
　　給出了壓縮機高壓對制冷COP c和制熱COP h的影響。COP c和COP h的總體變化趨勢是隨壓力的升高而上升，在某一壓力下達到最大值，之后，隨壓力的增加(increase)而下降。給出了制冷COP c和制熱COP h隨冷凍水進口溫度的變化。由圖可知，隨著冷凍水進口溫度的增加，COP c和COP h均上升?？芍S著冷凍水進口溫度的提高，蒸發(fā)器出口水溫和制冷劑溫度均提高，從而制冷量和制熱量相應提高，COP c和COP h也將提高。
　　冷凍水流量對系統制冷量Q c和制熱量Q h的影響3.隨著冷凍水流量的增加(increase)，制冷量Q c和制熱量Q h都呈稍稍上升趨勢。由4可知，隨著冷凍水流量的增加，制冷COP c和制熱COP h均稍稍上升。
　　分析表明，隨著冷凍水流量增大，換熱器內部水側擾動加強、湍流加劇，使得換熱器內部換熱更充分，制冷(Refrigeration)量Q c和制冷COP
　　C、制熱量Q h和制熱COP h均增大
　　給出了冷卻水進口(import)溫度對制冷量Q c和制熱(Heating)量Q h的影響。昆山空壓機保養(yǎng)是回轉式連續(xù)氣流壓縮機，在其中高速旋轉的葉片使通過它的氣體加速，從而將速度能轉化為壓力。這種轉化部分發(fā)生在旋轉葉片上，部分發(fā)生在固定的擴壓器或回流器擋板上。隨著冷卻水進口溫度的增加，制冷量Q c和制熱量Q h都呈下降趨勢（trend)，冷卻水進口溫度越高，制冷量Q c和制熱量Q h越小，這主要是由于冷卻水進口溫度的增加，導致氣體冷卻器出口CO 2制冷劑溫度升高，使系統制冷量和制熱量有所降低。
　　可知，隨著冷卻水進口溫度的增加，制冷COP c和制熱COP h都呈下降趨勢（trend)，冷卻水進口溫度越高，制冷COP c和制熱COP h越小。冷卻水流量對制冷量Q c和制熱量Q h的影響。冷卻水流量增加，制冷量Q c和制熱量Q h都呈上升趨勢，流量越大，制冷量Q c和制熱量Q h越大。給出了冷卻水流量對制冷COP c和制熱COP h的影響。COP c和COP h總體變化趨勢是隨冷卻水流量的升高而上升，流量越小，制冷COP c和制熱COP h越小。
　　冷卻水流量增大，換熱器內(Inside)部水側擾動加強、湍流加劇，換熱效果(xiàoguǒ)加強，從而對進一步降低氣體(gas)冷卻器的出口溫度起到積極作用。昆山空壓機維修軸承跑外圈一般是因為配合的精度不夠以及外圈定位方式設計不合理造成的。并非所有機頭都按這個時間進行，如果保養(yǎng)好的可以延后，保養(yǎng)差的則需要提前。 隨著氣體冷卻器出口CO 2溫度的降低，制冷量Q c和制冷COP
　　C、制熱量(Heat)Q h和制熱COP h均增大。
　　3.2.2帶回熱器的CO 2跨臨界單級循環(huán)分別給出了壓縮(compression)機排氣壓力對制冷(Refrigeration)量Q c和制熱量(Heat)Q h以及制冷COP c和制熱COP h的影響。隨著排氣壓力增加，制冷量Q c和制熱量Q h都呈上升趨勢，在某一高壓下，制冷量Q c和制熱量Q h出現極值，之后，隨高壓壓力增加，二者逐漸下降。制冷COP c和制熱COP h的變化趨勢，并且與不帶回熱器循環(huán)基本一致。
　　制冷量Q
　　C、制熱量Q h以及制冷COP c和制熱COP h隨冷凍水進口溫度的變化1和2.由圖可知，隨著冷凍水進口溫度增加，蒸發(fā)(evaporation)器出口水溫和制冷劑溫度均提高(，從而制冷量和制熱量相應提高，COP c和COP h也將提高。
　　可知，隨著冷凍水流量增大，換熱器內部水側擾動加強、湍流加劇，使得換熱器內部換熱更充分，制冷(Refrigeration)量Q c和制冷COP
　　C、制熱量Q h和制熱COP h均增大。昆山空壓機是回轉容積式壓縮機，在其中兩個帶有螺旋型齒輪的轉子相互嚙合，使兩個轉子嚙合處體積由大變小，從而將氣體壓縮并排出。
　　分別給出了冷卻水進口溫度對制冷量Q c和制熱量Q h以及制冷COP c和制熱COP h的影響。與不帶回熱器循環(huán)變化趨勢相同，冷卻水進口溫度增加，制冷量Q c和制熱量Q h以及制冷COP c和制熱COP h都呈下降趨勢，并且冷卻水進口溫度越高，4個性能(property)參數越小。這主要是由于冷卻水進口溫度的增加，使氣體冷卻器(cooler)出口CO 2制冷劑溫度升高，故系統制冷量和制熱量有所降低；與之相對應，制冷COP c和制熱COP h也呈降低趨勢。
　　冷卻水流量(單位:立方米每秒)對制冷量Q c和制熱量Q h的影響見圖27.冷卻水流量增加，制冷量Q c和制熱量Q h都呈上升趨勢，流量越大，制冷量Q c和制熱量Q h越大。制冷COP c和制熱COP h變化趨勢相同。
　　對比分析帶回熱器和不帶回熱器的CO 2跨臨界循環(huán)測試數據，結果表明，相同測試工況條件(tiáo jiàn)下，帶回熱器循環(huán)系統具有較高的性能。其中，制熱量Q h和制冷量Q c分別比不帶回熱器的單級循環(huán)平均高約3.33%和5.35%，制熱COP h和制冷COP c分別提高約11.36%和14.29%.盡管性能提高幅度會因選取的計算工況和實驗參數有所不同，但回熱器在提高制冷循環(huán)系統性能這一方面是毋庸置疑的。
　　4結論（1）在蒸發(fā)溫度變化范圍(fàn wéi)內，帶回熱器循環(huán)平均性能要比不帶回熱器循環(huán)提高約4.55%；在氣體冷卻器出口溫度變化范圍內，帶回熱器循環(huán)平均性能要比不帶回熱器循環(huán)提高約5.23%；相同對比條件下，帶回熱器CO 2跨臨界單級循環(huán)系統COP高于不帶回熱器循環(huán)的，且?guī)Щ責崞鲉渭壯h(huán)最優(yōu)排氣溫度稍高些。
　?。?）兩種單級循環(huán)的制熱量Q
　　H、制冷量Q
　　C、制熱COP h和制冷COP c均隨壓縮機排氣壓力增加存在極值；隨冷卻水流量、冷凍(freezing)水流量以及冷凍水進口溫度增加而增加，隨冷卻水進口溫度增加而下降。
　?。?）相同測試工況下，帶回熱器循環(huán)系統具有較高的性能其中，制熱量Q h和制冷(Refrigeration)量Q c分別比不帶回熱器的單級循環(huán)平均高約3.33，%和5.35，%，制熱COP h和制冷COP c分別提高(約11.36，%和14.29，%.