مع زيادة الوعي البيئي في المجتمع الدولي، يحظى تدمير طبقة الأوزون والتأثير الحراري بالاهتمام المستمر والشامل، وتتزايد اهتمامات الكثير من الباحثين بمواد التبريد الصديقة للبيئة. يتم إيلاء CO2 اهتماماً بسبب سهولة الحصول عليه وأمانه وقدرته الجيدة على نقل الحرارة وسهولة تدفقه. يقوم هذا المقال بتحليل وتلخيص تطور البحث حول مضخة تمدد صغيرة ثنائية الطور لغاز ثاني أكسيد الكربون (CO2)، ويكتشف أن استبدال صمام التحكم ابتداء من دورة العمل المزودة بمضخة تمدد CO2 يمكن أن يعزز بشكل فعال كفاءة نظام التبريد. حيث تبين بعد الحساب أن كفاءة تبريد دورة CO2 الحاسوبية ذات الضغط المتقاطع تزيد بنسبة 6.9٪ وكفاءة التدفئة بنسبة 4.6٪ مقارنة بدورة R134a، وتزيد بنسبة 25.76٪ و16.17٪ مقارنة بالدورة المزودة بصمام التحكم. كلما كانت كفاءة مضخة البخار أعلى، كلما كانت كفاءة نظام التبريد أعلى. وإذا كانت كفاءة البخار لمضخة CO2 تتجاوز 32٪، فإن أداء النظام المزود بمضخة CO2 يتفوق على أداء النظام المزود بمبادل حراري. يختلف أداء مضخات CO2 المختلفة بسبب الهيكل المختلف مما يؤدي إلى فقدان كفاءة، تسرب وخسارة احتكاك مختلفة. فهياكل المضخة البسيطة مثل الحقن المكبسي ومضخة الدوار تعاني من تسرب أكثر، بينما نجد أن هياكل مضخة الانزلاق ومضخة الريش الدوار ومضخة الدوامة تحتاج إلى تصميمات أكثر تعقيداً وتكاليف إنتاج أعلى لكن كفاءتها أفضل. ويتم عرض حلول لبعض المشكلات الموجودة حالياً، مثل تصميم معقول لتقليل الفقدان عن طريق التسرب وفقدان الاحتكاك، وتزويد ضغط الضغط بضغط الضغط. وإضافة غازات أخرى أثناء عملية التمدد وتصميم مضخة CO2 قابلة للتعديل. يركز البحث حول مضخة CO2 في الوقت الحالي بشكل أساسي داخل المختبر، ولم تستخدم على نطاق واسع في الهندسة. لذلك، يتعين في المستقبل دمج البحث والنظريات معًا، ودراسة مكانية كفاءة مضخة CO2 وتطوير تقنيات المكونات الرئيسية وما إلى ذلك.

دورة عابرة للحدود، مضخة تمدد، عمل مقدر، كفاءة البخار المتجانسة، تسرب، CO2