二氧化碳作为一种拥有优良环境性能和换热性能的自然工质,近年来在汽车空调、热泵、复叠式制冷等领域有广泛的应用。本文对采用微通道平行流换热器的跨临界二氧化碳制冷系统稳态仿真模型建立进行了研究,其主要内容及结论如下:1)对亚临界二氧化碳两相沸腾和超临界二氧化碳的流动换热特性进行了研究,并选取合适的关联式来模拟制冷剂侧的换热和压降状况,此外探究了空气侧百叶窗翅片在干、湿工况下的换热特性。2)建立了跨临界二氧化碳循环系统部件的仿真模型,包括压缩机、气冷器、吸气热交换器、膨胀阀和吸气热交换器的稳态仿真模型。用分布参数法建立了微通道平行流蒸发器和气冷器的稳态仿真模型。蒸发器模型综合考虑了空气侧的干、湿工况和出口有无过热度的运行工况,气冷器模型考虑了多流程和流程分配问题,通过与前人实验数据比较验证了模型的合理性。在此基础上探究了蒸发器两相区二氧化碳侧对流换热系数和干涸发生位置随蒸发压力、质量流速和入口干度的变化规律和气冷器不同的流程分配和高压侧压力的变化对气冷器换热性能的影响。研究表明:在蒸发器中,随蒸发压力的增大,干涸点逐渐后移,起强化换热的作用,但蒸发温度较高,换热温差小,需综合考虑二者的影响;增大CO2质量流速和减小蒸发器入口CO2的干度可以延缓干涸现象的发生,起强化换热的作用;在气冷器中,进行流程分配可以强化换热,且不同流程分配下换热强化程度不同;超临界二氧化碳对流换热系数随着压力的增大准临界点对应的准临界温度升高,在准临界温度附近换热系数达到最大。3)探究了跨临界二氧化碳制冷系统仿真算法流程。在高压侧压力已知的情况下对压缩机的吸气过热度和蒸发压力双重迭代,可以实现对跨临界二氧化碳制冷系统中各个状态点参数计算和变工况分析并在此基础上对制冷系统的运行工况进行了优化。在达到最优高压之前,随着高压侧压力的升高,系统制冷量和COP都增大,当压力大于最优高压时,系统制冷量随高压侧压力变化不大,但压缩机功率增大,系统COP下降;随着气冷器入口空气温度的降低,蒸发器入口制冷剂温度下降,系统的制冷量和COP都增加;随着吸气热交换器的长度增加,蒸发器入口制冷剂温度下降,单位质量制冷量增加,但同时压缩机入口过热度增加,制冷剂流量变小,因此系统总制冷量和性能系数受两者的综合影响。