回?zé)崞髟谥评溲h(huán)中具有重要作用：
　?、龠M(jìn)一步降低氣體冷卻(cooling)器出口工質(zhì)溫度，因而可以獲得更多熱量；
　?、谳^大程度地減小節(jié)流損失，同時(shí)獲得更多冷量；
　　③提高壓縮機(jī)吸氣工質(zhì)干度，避免液擊事故發(fā)生。
　?、芑?zé)崞鬟€可以降低壓縮機(jī)耗功，進(jìn)而提高系統(tǒng)性能。
　　在CO 2跨臨界循環(huán)中，節(jié)流損失比較大，當(dāng)量冷凝溫度比較高，因而在循環(huán)中設(shè)置回?zé)崞?，既能滿足性能要求，又可達(dá)到高效目的，這在CO 2空氣(Basin air)源熱泵系統(tǒng)中尤為重要。
　　基于以上分析，筆者分別就帶回?zé)崞骱筒粠Щ責(zé)崞鞯腃O 2跨臨界單級(jí)(Single-stage)循環(huán)進(jìn)行了理論分析和實(shí)驗(yàn)性能測試，為進(jìn)一步優(yōu)化單級(jí)循環(huán)性能和推廣CO 2空調(diào)產(chǎn)品提供研究資料(Means)。
　　1帶回?zé)崞髋c不帶回?zé)崞鞯腃O 2跨臨界單級(jí)循環(huán)系統(tǒng)組成1.1不帶回?zé)崞鞯腃O 2跨臨界單級(jí)循環(huán)典型的CO 2跨臨界單級(jí)循環(huán)主要由壓縮機(jī)、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(jí)循環(huán)原理。
　　低壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)被壓縮成高壓氣態(tài)制冷劑（過程1D2），經(jīng)氣體冷卻(cooling)器進(jìn)行定壓放熱（過程2D 3），然后經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)行節(jié)流降壓（過程3D4），低壓液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行定壓吸熱（過程4D1），最后回到壓縮機(jī)，從而完成一個(gè)循環(huán)。
　　1.2帶回?zé)崞鞯腃O 2跨臨界單級(jí)循環(huán)制冷循環(huán)中增設(shè)回?zé)崞?，可以減小節(jié)流損失、增大制冷量，從而提高系統(tǒng)性能。分別給出2帶回?zé)崞髋c不帶回?zé)崞鞯腃O 2跨臨界單級(jí)循環(huán)理論分析2.1兩個(gè)循環(huán)系統(tǒng)COP計(jì)算CO 2跨臨界單級(jí)循環(huán)COP表達(dá)式如下。
　　（2）2.2兩個(gè)循環(huán)性能(property)對(duì)比分析給出了兩個(gè)循環(huán)COP隨蒸發(fā)溫度（temperature)的變化。昆山空壓機(jī)維修軸承跑外圈一般是因?yàn)榕浜系木炔粔蛞约巴馊Χㄎ环绞皆O(shè)計(jì)不合理造成的。并非所有機(jī)頭都按這個(gè)時(shí)間進(jìn)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(gè)循環(huán)COP均呈增加趨勢（trend)，蒸發(fā)溫度越高，系統(tǒng)性能越優(yōu)；在整個(gè)蒸發(fā)溫度變化范圍(fàn wéi)內(nèi)，帶回?zé)崞餮h(huán)平均性能要比不帶回?zé)崞餮h(huán)提高4.55%左右；對(duì)于理想壓縮(compression)機(jī)循環(huán)，系統(tǒng)性能要比實(shí)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(gè)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(gè)循環(huán)COP均呈下降趨勢，溫度越高，系統(tǒng)(system)性能越差；在氣體冷卻器出口溫度變化范圍內(nèi)，帶回?zé)崞餮h(huán)平均性能要比不帶回?zé)崞餮h(huán)提高5.23%左右。
　　兩個(gè)循環(huán)COP隨壓縮機(jī)排氣(Exhaust)溫度的變化，見圖7.在排氣溫度變化范圍內(nèi)，相同對(duì)比條件下，帶回?zé)崞鰿O 2跨臨界單級(jí)(Single-stage)循環(huán)系統(tǒng)COP要高于不帶回?zé)崞餮h(huán)，且?guī)Щ責(zé)崞鲉渭?jí)循環(huán)排氣溫度要稍高些無論帶回?zé)崞鬟€是不帶回?zé)崞餮h(huán)，隨著壓縮機(jī)效率提高，系統(tǒng)COP均變大，且壓縮機(jī)排氣溫度均有所降低，不帶回?zé)崞餮h(huán)降低幅度較大。還可以看出，兩個(gè)單級(jí)循環(huán)都存在一個(gè)最優(yōu)排氣溫度，使得在此溫度下系統(tǒng)COP最大，帶回?zé)崞餮h(huán)對(duì)應(yīng)最優(yōu)排氣溫度要高于不帶回?zé)崞餮h(huán)最優(yōu)排氣溫度。
　　3帶回?zé)崞髋c不帶回?zé)崞鞯腃O 2跨臨界單級(jí)循環(huán)實(shí)驗(yàn)3.1實(shí)驗(yàn)臺(tái)組成兩種CO 2跨臨界單級(jí)循環(huán)采用意大利Dorin生產(chǎn)的單級(jí)雙缸活塞式壓縮機(jī)，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(shè)計(jì)的套管式結(jié)構(gòu)，三根相互纏繞(Winding)的銅管組成換熱器內(nèi)管，內(nèi)管工質(zhì)壓力(pressure)最高可達(dá)12，MPa，外管為水通道；蒸發(fā)器為不銹鋼殼管式，其設(shè)計(jì)、制造及核驗(yàn)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(jí)壓力容器進(jìn)行。昆山空壓機(jī)保養(yǎng)冷卻水通過管道進(jìn)入空壓機(jī)中間冷卻器對(duì)一級(jí)壓縮排出的氣體進(jìn)行冷卻降溫，再進(jìn)入后冷器對(duì)排氣進(jìn)行冷卻，另一路冷卻水進(jìn)水管道經(jīng)過主電機(jī)上部的兩組換熱器冷卻電機(jī)繞組，還有一路對(duì)油冷卻器進(jìn)行冷卻。蒸發(fā)器為雙管程單殼程，制冷(Refrigeration)劑在管內(nèi)流動(dòng)，異側(cè)進(jìn)出，冷凍水在殼側(cè)流動(dòng)。
　　3.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析(Analyse)實(shí)驗(yàn)中定參數(shù)取值：冷卻水進(jìn)口溫度（20.5±0.5）℃，冷卻水流量（1.25±0.01）m 3 /h，冷凍水進(jìn)口溫度（10.5±0.5）℃，冷凍水流量（1.55±0.01）m 3 /h，系統(tǒng)高壓（7.8±0.05），MPa.
　　實(shí)驗(yàn)（experiment)中變參數(shù)取值：冷卻水進(jìn)口溫度15～25，℃，冷卻水流量0.6～1.6，m 3 /h，冷凍水進(jìn)口溫度7～17，℃，冷凍水流量0.4～1.6，m 3 /h，系統(tǒng)高壓6～9.5 MPa.
　　3.2.1不帶回?zé)崞鞯腃O 2跨臨界單級(jí)循環(huán)給出了壓縮機(jī)高壓對(duì)系統(tǒng)制冷(Refrigeration)量Q c和制熱量Q h的影響?？芍?，隨著系統(tǒng)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(xiàn)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(jī)高壓對(duì)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(dá)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(jìn)口溫度的變化。由圖可知，隨著冷凍水進(jìn)口溫度的增加，COP c和COP h均上升?？芍?，隨著冷凍水進(jìn)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(yīng)提高，COP c和COP h也將提高。
　　冷凍水流量對(duì)系統(tǒng)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(nèi)部水側(cè)擾動(dòng)加強(qiáng)、湍流加劇，使得換熱器內(nèi)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(jìn)口(import)溫度對(duì)制冷量Q c和制熱(Heating)量Q h的影響。昆山空壓機(jī)保養(yǎng)是回轉(zhuǎn)式連續(xù)氣流壓縮機(jī)，在其中高速旋轉(zhuǎn)的葉片使通過它的氣體加速，從而將速度能轉(zhuǎn)化為壓力。這種轉(zhuǎn)化部分發(fā)生在旋轉(zhuǎn)葉片上，部分發(fā)生在固定的擴(kuò)壓器或回流器擋板上。隨著冷卻水進(jìn)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(jìn)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(jìn)口溫度的增加，導(dǎo)致氣體冷卻器出口CO 2制冷劑溫度升高，使系統(tǒng)制冷量和制熱量有所降低。
　　可知，隨著冷卻水進(jìn)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(jìn)口溫度越高，制冷COP c和制熱COP h越小。冷卻水流量對(duì)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(duì)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(nèi)(Inside)部水側(cè)擾動(dòng)加強(qiáng)、湍流加劇，換熱效果(xiàoguǒ)加強(qiáng)，從而對(duì)進(jìn)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(jī)維修軸承跑外圈一般是因?yàn)榕浜系木炔粔蛞约巴馊Χㄎ环绞皆O(shè)計(jì)不合理造成的。并非所有機(jī)頭都按這個(gè)時(shí)間進(jìn)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?zé)崞鞯腃O 2跨臨界單級(jí)循環(huán)分別給出了壓縮(compression)機(jī)排氣壓力對(duì)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(xiàn)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?zé)崞餮h(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(jìn)口溫度的變化1和2.由圖可知，隨著冷凍水進(jìn)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(yīng)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(nèi)部水側(cè)擾動(dòng)加強(qiáng)、湍流加劇，使得換熱器內(nèi)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(jī)是回轉(zhuǎn)容積式壓縮機(jī)，在其中兩個(gè)帶有螺旋型齒輪的轉(zhuǎn)子相互嚙合，使兩個(gè)轉(zhuǎn)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(jìn)口溫度對(duì)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?zé)崞餮h(huán)變化趨勢相同，冷卻水進(jìn)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(jìn)口溫度越高，4個(gè)性能(property)參數(shù)越小。這主要是由于冷卻水進(jìn)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(tǒng)制冷量和制熱量有所降低；與之相對(duì)應(yīng)，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(duì)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(duì)比分析帶回?zé)崞骱筒粠Щ責(zé)崞鞯腃O 2跨臨界循環(huán)測試數(shù)據(jù)，結(jié)果表明，相同測試工況條件(tiáo jiàn)下，帶回?zé)崞餮h(huán)系統(tǒng)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?zé)崞鞯膯渭?jí)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(huì)因選取的計(jì)算工況和實(shí)驗(yàn)參數(shù)有所不同，但回?zé)崞髟谔岣咧评溲h(huán)系統(tǒng)性能這一方面是毋庸置疑的。
　　4結(jié)論（1）在蒸發(fā)溫度變化范圍(fàn wéi)內(nèi)，帶回?zé)崞餮h(huán)平均性能要比不帶回?zé)崞餮h(huán)提高約4.55%；在氣體冷卻器出口溫度變化范圍內(nèi)，帶回?zé)崞餮h(huán)平均性能要比不帶回?zé)崞餮h(huán)提高約5.23%；相同對(duì)比條件下，帶回?zé)崞鰿O 2跨臨界單級(jí)循環(huán)系統(tǒng)COP高于不帶回?zé)崞餮h(huán)的，且?guī)Щ責(zé)崞鲉渭?jí)循環(huán)最優(yōu)排氣溫度稍高些。
　?。?）兩種單級(jí)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(jī)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(jìn)口溫度增加而增加，隨冷卻水進(jìn)口溫度增加而下降。
　?。?）相同測試工況下，帶回?zé)崞餮h(huán)系統(tǒng)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?zé)崞鞯膯渭?jí)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，%.