马一太：制冷与热泵用膨胀机代替节流阀的研究与前景

工业泵网7月31日，第八届全国制冷空调新技术研讨会在四川省成都市召开。会议由中国制冷学会和上海交通大学联合主办，全国高等学校建筑环境与能源应用工程学科专业指导委员会和教育部高等学校能源动力类专业教学指导委员会联合协办，西南交通大学和四川省制冷学会联合承办。

特邀大会报告中，天津大学马一太教授做了题为“制冷与热泵用膨胀机代替节流阀的研究与前景”的报告，报告CO2制冷空调系统的技术创新和用膨胀机代替节流阀的技术创新进行了详细的阐述。

二氧化碳作为制冷工质的优势：对环境无害的自然界天然存在的物质（ODP=0，GWP=1）；优良的经济性，且无回收问题；良好的安全性和化学稳定性，CO2安全无毒，不可燃；即便在高温下也不分解产生有害气体；CO2的蒸发潜热较大，单位容积制冷量相当高；

相同外部工况下，压缩比较小，压缩机的效率较高，压缩机与系统的尺寸较小；工质的密度大，超临界区粘度小，流动阻力小。具有良好的输运和传热性质，CO2优良的流动和传热特性，沸腾换热比较强烈，使整个系统非常紧凑。

二氧化碳作为制冷工质的劣势及克服：运行压力高（10MPa），任何部件都要重新设计。因管道变细，壁厚相对加大，可以承受。因密度大，管道、换热器直径变小，壁厚加大，材料整体重量变化不大；放热温度高，致使循环效率较低。适合中高温热泵，或采用两级压缩适当减小。适合生产温度较高的热水，如果水质不好，会加剧换热器的结垢和腐蚀；节流损失大，气体冷却器出口温度越高，损失越大，可通过膨胀机回收膨胀功；用膨胀机回收膨胀功是正确的方向，是研究的重点。

在会上，马教授也对“不同形式的膨胀机开发”发表了自己的意见，马教授最后也说到了天津大学热能研究所从2000年就开始了CO2膨胀机的研究，主要包括滚动转子式和摆动转子式两种。该膨胀机的绝热效率为30%以上，最高效率达到46%。松下公司开发出两级转子式膨胀机，并与涡旋压缩机连接。膨胀机的效率达到50%。天津大学热能研究所也开发了双转子滚动活塞式膨胀机。马教授指出：在逆循环中用膨胀机代替节流阀有重要的理论意义和实用价值！

最后，马教授倡议高校、科研单位、企业联合起来，共同努力，使CO2跨临界循环走向应用！