С повышением осведомленности международного сообщества об окружающей среде, проблемы разрушения озонового слоя и парникового эффекта продолжают привлекать широкое внимание. Все больше ученых сосредотачиваются на экологически безопасных хладагентам. CO2 привлекает внимание благодаря своей простоте, доступности, безопасности, а также хорошим теплообменным и гидравлическим характеристикам. В статье проведен анализ и обобщение прогресса исследований малых двухфазных (газожидкостных) расширительных машин на CO2. Выявлено, что замена дроссельного клапана на расширительную машину CO2 в цикле эффективно повышает коэффициент производительности системы. Расчеты показывают, что циклы с транс-критической цикличностью CO2 с расширительной машиной демонстрируют повышение коэффициентов охлаждения и нагрева на 6,9% и 4,6% по сравнению с циклом R134a, и на 25,76% и 16,17% по сравнению с циклом с дроссельным клапаном. Чем выше изоэнтропийный КПД расширительной машины CO2, тем выше эффективность охлаждения и нагрева системы; если изоэнтропийный КПД превышает 32%, производительность системы с расширительной машиной CO2 превосходит систему с регенератором. Различные конструкции расширительных машин CO2 ведут к различиям в КПД, утечках и потерях на трение: поршневые и роторные расширительные машины просты по конструкции, но имеют большие потери от утечек; лопаточные, ротационные и вихревые расширительные машины значительно повышают КПД, однако имеют сложные конструкции, сложны в изготовлении и дорогие в производстве. Одновременно предложены решения для существующих проблем, включая рациональное проектирование для уменьшения утечек и трения, передачу мощности компрессору, добавление других газов в процессе расширения и разработку регулируемых расширительных машин CO2. В настоящее время исследования сосредоточены в основном в лабораторных условиях с ограниченным применением в промышленности. В дальнейшем рекомендуется сочетать экспериментальные и теоретические методы для дальнейшего повышения КПД расширительных машин CO2 и разработки ключевых компонентов.

транс-критический цикл;расширительная машина;мощность расширения;изоэнтропийный КПД;утечки;CO2