对两种不同的二氧化碳双级压缩低温制冷循环进行了分析．得到在一定的蒸发温度和冷却器出口温度下．一次节流不完全中间冷却二氧化碳双级压缩循环COP较大、最优冷却压力较低、具有良好的发展前景。

本文以R134a、R290和CO2制冷剂为研究对象,分别对三种单、双级循环的性能进行对比。结果表明,随蒸发温度增加、压缩机效率升高和冷凝器出口温度降低,所有循环性能均提高,单级CO2循环存在最优排气压力;用膨胀机代替节流阀可以显著提高CO2跨临界循环COP;低压级压缩机的效率比高压级压缩机对系统性能影响明显。双级循环中,CO2循环最优中间压力远高于其它两种循环。本研究为高效、节能的空调和热泵产品开发提供基础资料。

基于热力学理论循环，构建双级压缩系统中间压力与系统变工况参数间的关系式。通过分析得出：中间压力随蒸发压力、冷凝压力、输气量比和喷射量的增大均会增大，且中间压力随蒸发压力的变化率显著大于随冷凝压力的变化率。对于中间喷射过程，当喷射量越小，喷射工质比焓越大，喷射过程对中间压力影响越大，且中间压力为蒸发压力和冷凝压力算术均值时，影响最为显著。

对带中间冷却器的双级压缩制冷（TCEI）循环和带闪发器的双级压缩制冷（TCFI）循环进行了热力学分析与比较。结果表明：TCFI循环的最佳中间压力和最佳排气压力低于TCEI循环。在常规空调工况下，TCFI循环的COP高于TCEI循环。在蒸发温度从-10％变化到10℃时，TCFI循环和TCEI循环的COP相对基本循环平均提高幅度分别为32．3％和18．7％。

提升离心式冷水机组的满负荷能效系数（COP）与综合部分负荷能效系数（IPLV），对于我国公共建筑节能具有非常重要的意义。永磁同步变频离心式冷水机组采用了双级压缩中间补气循环、压缩机全工况气动设计、高速电机直接驱动结构、高速大功率永磁同步变频调速电机及相应变频器等关键技术，其循环效率、绝热效率、机械效率、电机效率、变频器效率等均得到大幅提升。实测结果显示，永磁同步变频离心式冷水机组的额定工况 COP 达到7．03，IPLV 达到11．68，部分负荷最高 COP 达到20．30，其性能相对于常规变频离心式冷水机组大幅提高。

针对压缩机容量比固定的双级压缩系统，基于能量平衡法和分析法对2种级间喷射冷却的双级压缩循环的制热性能及效率进行了对比分析。结果显示：级间喷射过程改善了高压级压缩机的运行工况，减小了冷凝和节流过程的损失，并使喷射循环的制热量、制热 COP 和效率高于无喷射循环，但其性能的改善随蒸发温度升高和冷凝温度降低而逐渐减小。同时，喷射循环在变工况运行过程中存在压比最小运行工况，在压缩机容量比为2．81，冷凝温度为40℃时，系统最小运行压力比为3．67。

研制满足冰蓄冷空调系统的大冷量变频离心机,有利于促进冰蓄冷空调技术进一步发展,对于平衡电网负荷、减少装机容量、降低运行费用、节约能源与环境保护等具有重要意义。为了满足离心式冰蓄冷双工况机组对高压比、变压比、高效率、大冷量的技术要求,采用了双级压缩中间补气制冷循环,双工况多点气动设计,高速电机直驱技术,高速永磁同步电机及变频系统等关键技术。实测结果显示,8438k W永磁同步变频离心式冰蓄冷双工况机组额定工况COP达6.60,制冰工况COP达4.59,IPLV达到11.17,相对于传统定频双工况机组具有明显的性能优势。