在全球经济与科技高速发展的今天,人类享受着科技与经济给生活带来的巨大改变,但同时也面临着能源过度开采,生存环境日益恶化的艰难。在制冷技术中,氟利昂制冷剂的使用不仅造成了臭氧层破坏,同时也进一步加剧了温室效应。使用自然制冷剂与低GWP值的氟利昂制冷剂对于环境保护具有重大的意义。与此同时,随着我国冷链物流体系的快速构建,中、小型低温库与速冻库的建设数量和能源消耗也在逐年上升。复叠式制冷系统作为低温冷库中最常用的系统之一,降低系统能耗,改善系统性能,也具有非常重要的研究价值。本文以R449A/CO₂数码变容量复叠制冷系统作为研究对象,基于热力学模型对不同工况条件、运行参数以及不同改进方式对系统性能的影响进行了研究分析。研究的主要内容与结论如下:1.针对定容与数码压缩机并联时,不同定容压缩机容量大小以及不同运行参数与低温容量调节对系统性能的影响进行了分析。结果表明,在容量调节比大于1且制冷量相近的条件下,定容压缩机排量在数码压缩机排量60%⁷0%之间性能最佳。2.分析了低温容量调节比与运行参数对系统性能的影响。结果表明,不同蒸发温度温度下,系统能效比均随容量调节比的增大而增大且均在其值为1.1时出现下降。在冷凝温度较高时,系统能效比会随低温容量调节比增大呈波动变化的趋势,可适当增大高温数码压缩机排量,降低冷凝温度变化对系统性能的影响。同时,在部分负荷条件下,存在最佳低温冷凝温度。此外,减小中间换热温差有利于改善系统性能的同时也能减小系统能效比在部分负荷下的波动。3.针对不同运行参数对高温数码变容量复叠制冷系统性能的影响进行研究分析。结果表明,存在最佳低温冷凝温度使系统性能达到最佳。同时,系统能效比随冷凝温度与中间换热温差的增大均呈下降趋势,且中间换热温差对系统性能的影响更大。此外,通过对高低温过冷度与过热度的分析结果显示,提高高温过冷度有助于系统性能的提升。4.对比研究R449A、R404A、R507等不同高温冷媒对CO₂复叠制冷系统性能的影响。结果表明,R449A作高温冷媒的CO₂复叠系统相比于其他两种冷媒有利于系统性能的改善,在不同的运行参数下能效比提升约为2%左右。5.针对带回热器、经济器与CO₂去过热器等三种改进方式对CO₂复叠系统性能的影响进行分析。结果显示,低温带回热、高温带回热以及高温带经济器均不利于系统性能的提升,而低温带经济器以及CO₂去过热器则均有利于系统性能的改善,相比而言CO₂去过热器对系统性能的提升更大。6.设计搭建了R449A/CO₂数码变容量复叠制冷系统实验台。对系统进行合理的选型设计,并编写了系统控制以及人工交互程序。