국제 사회의 환경 의식이 높아짐에 따라 오존층 파괴 및 온실 효과 문제에 대한 지속적이고 광범위한 관심이 집중되고 있으며, 점점 더 많은 학자들이 친환경 냉매에 주목하고 있다. CO2는 간단하고 구하기 쉽고 안전하며 안정적이고, 열 전달 성능 및 유동성이 우수하여 주목받고 있다. 본 논문은 CO2 기액 2상 소형 팽창기의 연구 진전을 분석하고 요약하며, 순환 회로에서 스로틀 밸브를 CO2 팽창기로 교체하는 것이 시스템 냉각 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있음을 발견하였다. 계산 결과 팽창기가 장착된 초임계 CO2 순환의 냉각 및 가열 효율이 각각 R134a 순환에 비해 6.9%, 4.6%, 스로틀 밸브가 있는 순환에 비해 25.76%, 16.17% 높았다; CO2 팽창기의 엔트로피 효율이 높을수록 시스템 냉각 및 가열 효율이 높아지며, 엔트로피 효율이 32%를 초과하면 CO2 팽창기가 장착된 시스템 성능이 회수기 순환 시스템보다 우수하다. 구조적 차이로 인해 다양한 CO2 팽창기는 효율, 누설 및 마찰 손실이 다르며, 피스톤식과 로터식 팽창기는 구조가 간단하지만 누설 손실이 상대적으로 크다; 슬라이딩 블레이드, 로터리 블레이드, 스크롤 팽창기는 효율이 크게 향상되었으나 구조가 복잡하고 제조가 번거로우며 생산 비용이 높다; 또한 현재 존재하는 일부 문제에 대해 합리적인 설계로 누설 및 마찰 손실 감소, 압축기 구동 동력 제공, 팽창 과정 중 기타 기체 추가, 조절 가능한 팽창비를 가진 CO2 팽창기 설계 등의 해결책이 제안되었다. 현재 CO2 팽창기 연구는 주로 실험실 수준에 머물러 있으며, 공학적 적용은 적은 편이다. 앞으로는 실험과 이론을 결합하여 CO2 팽창기 효율 향상과 핵심 부품 기술 개발 문제를 더욱 연구해야 한다.

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