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本课题研究一种新型的“双温CO2”制冷循环系统，该系统使用多联引射器代替系统中的节流阀，以回收节流过程中的膨胀功。CO2跨临界系统压力高、节流前后压差大，节流损失严重、机械能回收潜力巨大。多联引射器是一种将不同通流能力引射器并联使用的组件，相对单引射器系统，多联引射器具有更加灵活的调节功能，能够适应不同工况下系统内部质量流量的变化，使系统不同工况下的膨胀功回收效率提高，以大幅提高制冷系统的性能系数，扩大CO2系统的应用范围。
首先，根据要求设计了系统运行的原理图，建立了系统中主要部件的数学模型，并使用Matlab对多联引射CO2循环和传统膨胀循环性能进行了数值模拟；然后，根据系统的要求设计搭建了以CO2为制冷剂的多联引射制冷循环实验台，该试验台可以对多联引射CO2双温制冷系统进行实验研究，同时具备运行传统采用膨胀阀的制冷循环的功能。根据实验台的设计要求对系统压缩机、换热器、电子膨胀阀、系统辅助设备等进行了选型计算。据两相流引射器课题组前期研究和文献资料确定了实验台的质量流量范围、并对引射器的基本尺寸进行了理论计算。依据通流能力二进制的原则设计了四台引射器，包括三台气体引射器和一台液体引射器，并对多联引射器进行了加工制造。本文对多联引射CO2制冷系统所使用的压力传感器、温度传感器和功率计等测控设备进行了详细的描述。水冷系统是为了保证制冷系统可以正常运转而吸收或提供热量的装置，实验台水冷系统由冷却气冷器的冷却水、吸收中温温蒸发器热量的中温冷冻水、吸收低温蒸发器的低温冷冻水组成，其中冷却水和中温冷冻水使用实验室已有水冷系统提供，低温冷冻水使用恒温水槽提供。最后，在系统搭建完成后实验台开机运行，根据实验中出现的问题对实验系统进行了调试和改进，对运行过程中遇到的问题进行了描述并提出了改进的方法，最终使系统正常稳定运行。
本文根据模拟和实验结果对比分析了传统膨胀循环和多联引射循环两种模式不同工况下的耗功量和COP的变化。实验和数值模拟得到以下结论：(1)实验台运行时参数工况稳定，能够按照所设定的气冷压力、蒸发压力正常稳定运行，制冷剂的流量、温度、压力参数的测量结果准确而且达到了设计要求；(2)实验系统的数值模拟结果与实验结果有趋势一致，但是实验系统模拟的结果与实验数据相差较大，这是因为在模拟过程中，所用的关联式的使用范围有限，同时系统内存在不可逆因素，后续课题组需要继续优化数学关联式。(3)多联引射CO2制冷循环系统的COP最大值为2.49，与传统制冷循环的COP相比数值更高，造成这种现象的主要原因是多联引射器回收了部分节流过程的膨胀功。(4)系统中并行压缩机可以进一步提高系统性能，系统控制方式是系统性能提升的关键。
首先，根据要求设计了系统运行的原理图，建立了系统中主要部件的数学模型，并使用Matlab对多联引射CO2循环和传统膨胀循环性能进行了数值模拟；然后，根据系统的要求设计搭建了以CO2为制冷剂的多联引射制冷循环实验台，该试验台可以对多联引射CO2双温制冷系统进行实验研究，同时具备运行传统采用膨胀阀的制冷循环的功能。根据实验台的设计要求对系统压缩机、换热器、电子膨胀阀、系统辅助设备等进行了选型计算。据两相流引射器课题组前期研究和文献资料确定了实验台的质量流量范围、并对引射器的基本尺寸进行了理论计算。依据通流能力二进制的原则设计了四台引射器，包括三台气体引射器和一台液体引射器，并对多联引射器进行了加工制造。本文对多联引射CO2制冷系统所使用的压力传感器、温度传感器和功率计等测控设备进行了详细的描述。水冷系统是为了保证制冷系统可以正常运转而吸收或提供热量的装置，实验台水冷系统由冷却气冷器的冷却水、吸收中温温蒸发器热量的中温冷冻水、吸收低温蒸发器的低温冷冻水组成，其中冷却水和中温冷冻水使用实验室已有水冷系统提供，低温冷冻水使用恒温水槽提供。最后，在系统搭建完成后实验台开机运行，根据实验中出现的问题对实验系统进行了调试和改进，对运行过程中遇到的问题进行了描述并提出了改进的方法，最终使系统正常稳定运行。
本文根据模拟和实验结果对比分析了传统膨胀循环和多联引射循环两种模式不同工况下的耗功量和COP的变化。实验和数值模拟得到以下结论：(1)实验台运行时参数工况稳定，能够按照所设定的气冷压力、蒸发压力正常稳定运行，制冷剂的流量、温度、压力参数的测量结果准确而且达到了设计要求；(2)实验系统的数值模拟结果与实验结果有趋势一致，但是实验系统模拟的结果与实验数据相差较大，这是因为在模拟过程中，所用的关联式的使用范围有限，同时系统内存在不可逆因素，后续课题组需要继续优化数学关联式。(3)多联引射CO2制冷循环系统的COP最大值为2.49，与传统制冷循环的COP相比数值更高，造成这种现象的主要原因是多联引射器回收了部分节流过程的膨胀功。(4)系统中并行压缩机可以进一步提高系统性能，系统控制方式是系统性能提升的关键。