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马一太 著

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• 二氧化碳制冷
• 自然工质
• 热泵
• 循环原理
• 制冷技术
• 热力学
• 节能环保
• 绿色制冷
• 制冷剂
• 技术进展

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030516329

商品编码：27031431356

包装：平装

出版时间：2018-01-01

图书基本信息
图书名称	自然工质二氧化碳制冷与热泵循环原理的研究与进展
作者	马一太
定价	168.00元
出版社	科学出版社
ISBN	9787030516329
出版日期	2018-01-01
字数
页码
版次	31
装帧	平装
开本	128开
商品重量	0.4Kg

内容简介

本书阐述自然工质二氧化碳CO2用于制冷与热泵循环的原理与实践。全书共10章：第1章是绪论，介绍自然工质CO2。制冷与热泵循环的重要意义、国内外研究现状和动态。第2-4章是CO2。制冷与热泵循环的热力学基本原理和换热特性，重点分析CO2跨临界循环机理和提高循环效率的方式。第5-8章是CO2：制冷与热泵循环的零部件分析与设计论据，给出循环主要部件即压缩机、换热器、节流阀、代替节流阀的膨胀机的设计原理。第9、10章是CO2。制冷与热泵产品的应用，介绍CO2：跨临界循环的**研究成果和应用实例。

作者简介

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文摘

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序言

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《制冷与热泵技术：原理、应用与发展趋势》 引言 在人类文明的漫长进程中，对温度的控制始终是提升生活品质、保障生产安全以及推动科技进步的关键要素。从古代的冰鉴到现代的精密空调，制冷与热泵技术的发展深刻地改变了我们的生活方式。本文旨在系统地梳理和探讨制冷与热泵技术的基本原理，详细阐述其在各个领域的广泛应用，并展望其未来发展趋势，以期为相关领域的研究者、工程师以及爱好者提供一份全面而深入的参考。 第一章：制冷与热泵技术的基本原理 制冷与热泵技术的核心在于利用物质的状态变化和能量转化来实现温度的转移。虽然两者在目标上有所侧重（制冷侧重于降温，热泵侧重于供暖），但其基本工作原理是高度一致的，都依赖于制冷循环。 1.1 热力学基础 热力学第一定律（能量守恒定律）: 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体。在制冷循环中，这意味着输入的能量（如压缩机的电能）最终会转化为热量，并在循环过程中得到重新分配。 热力学第二定律: 热量总是自发地从高温物体向低温物体传递。要将热量从低温物体转移到高温物体，必须借助外部能量的做功。制冷机和热泵正是利用了这一点，通过消耗功来实现“逆向”的热量传递。 相变与潜热: 物质在不同相态（固态、液态、气态）之间的转变会吸收或释放大量的热量，即潜热。制冷剂在蒸发时吸收热量（制冷效果），在冷凝时释放热量（供暖或废热排放）。这是制冷与热泵循环的关键能量转移机制。 1.2 制冷循环的主要类型 蒸汽压缩制冷循环: 这是目前最普遍、最成熟的制冷循环形式。它主要包含四个基本过程： 压缩（Compression）: 制冷剂蒸汽在压缩机内被压缩，压力和温度升高。这是循环中消耗功最多的环节，也是提供驱动力的关键。 冷凝（Condensation）: 高温高压的制冷剂蒸汽在冷凝器中散热，将热量释放到环境中（或被利用），然后转变为高压液态。 膨胀（Expansion）: 高压液态制冷剂通过节流装置（如膨胀阀、毛细管），压力和温度急剧下降，变成低压低温的液态或气液混合物。 蒸发（Evaporation）: 低温低压的制冷剂在蒸发器中吸收被冷却物体的热量，温度升高，最终全部汽化，成为低压蒸汽，完成制冷过程。 蒸汽吸收制冷循环: 这种循环利用热能而非机械能作为驱动源，特别适用于有废热或低品位热源的场合。其核心是利用吸收剂（如水）吸收制冷剂（如氨或水），然后通过加热使制冷剂蒸发，再经过冷凝、膨胀、蒸发等过程。 气体膨胀制冷循环: 主要用于低温和极低温领域，利用气体（如空气、氮气）在绝热膨胀过程中温度急剧下降的原理。例如，汉森循环、焦耳循环等。 1.3 热泵循环的原理 热泵循环在本质上与制冷循环相同，都是一个热量搬运系统。其关键区别在于能量的“去向”： 制冷模式: 蒸发器吸收热量（制冷），冷凝器向外排放热量（废热）。 热泵模式: 蒸发器从低温环境中吸收热量，冷凝器将这些吸收的热量以及压缩机消耗的功一起传递给需要供暖的较高温度区域。 根据热量来源的不同，热泵可分为： 空气源热泵: 从周围空气中吸收热量。 水源热泵: 从地表水或地下水中吸收热量。 地源热泵: 从土壤或岩石中吸收热量。 1.4 关键技术参数 制冷系数（COP, Coefficient of Performance）: 制冷时，COP定义为有用制冷量与输入功之比；热泵运行时，COP定义为有用供热量与输入功之比。COP值越高，表示系统的能效越好。 蒸发温度与冷凝温度: 这两个温度直接影响制冷剂的状态变化和循环效率。温差越大，COP越低。 制冷剂: 影响循环效率、环保性、安全性及设备成本的重要因素。 第二章：制冷与热泵技术的应用领域 制冷与热泵技术已渗透到国民经济的各个角落，其应用范围之广、影响之深远，是其他技术难以比拟的。 2.1 工业与商业应用 食品冷冻与保鲜: 广泛应用于食品加工、储存、运输等各个环节，有效延长食品保质期，减少损耗，保障食品安全。从大型冷库到超市的冷柜，再到家用冰箱，无处不在。 制药与化工: 许多化学反应需要精确控制温度才能进行，某些药物的生产和储存也必须在特定低温条件下进行。化工生产中，冷却和冷凝是分离、提纯过程中的关键步骤。 暖通空调（HVAC）: 舒适性空调: 为住宅、办公楼、商场、酒店等场所提供舒适的室内环境，调节温度、湿度和空气质量。 精密空调: 为数据中心、实验室、通信机房等对温湿度有极高要求的场所提供稳定、可靠的温湿度控制，保障设备正常运行。 商业展示与储存: 超市的冷藏柜、冷冻柜，餐饮业的冰箱、冰柜等，确保商品的新鲜度和品质。 工业过程冷却: 冶金、塑料、印刷、橡胶等行业在生产过程中产生大量热量，需要通过冷却系统将设备和物料的温度控制在工艺要求范围内。 低温与超低温应用: 实验室的低温设备、生物样本库的超低温冰箱、工业气体（如液氮、液氧）的生产与储存等。 2.2 交通运输领域 汽车空调: 极大地提升了驾乘舒适性，成为现代汽车的标准配置。 冷藏运输: 保障易腐食品、药品、鲜花等在长途运输过程中的品质。 船舶与航空: 维持船舱和机舱内的舒适温度，以及特殊货物（如冷冻食品）的运输条件。 2.3 农业与畜牧业 农产品贮藏: 粮库、果蔬仓库的低温储存，减少病虫害，延长上市期。 温室环境控制: 为作物生长提供最佳的温度和湿度条件。 畜牧养殖: 调节养殖场的温度，提高动物的生长率和健康水平，减少疾病传播。 水产养殖: 提供适宜的水温，提高养殖产量和品质。 2.4 居民生活 家用电器: 冰箱、空调、热水器、除湿机、冰淇淋机等。 能源利用: 热泵热水器、地源热泵供暖/制冷系统，在提供舒适生活的同时，有效降低能源消耗。 2.5 新兴应用领域 储能技术: 利用制冷/热泵技术进行蓄冷/蓄热，削峰填谷，提高能源利用效率。 热回收与余热利用: 将工业或建筑的废热通过热泵技术进行回收和再利用，实现节能减排。 低温材料处理: 用于新材料的研发与生产。 第三章：制冷与热泵技术的发展趋势 随着全球对可持续发展和环境保护意识的提高，制冷与热泵技术正朝着更加高效、环保、智能化的方向发展。 3.1 环保制冷剂的研发与应用 淘汰对臭氧层有破坏的制冷剂（ODS）: 如R22等，已在全球范围内逐步淘汰。 减少对全球变暖潜势（GWP）高的制冷剂的使用: 如R410A等，正面临限制。 天然制冷剂的推广: CO2（R744）、丙烷（R290）、氨（R717）、水（R718）等，具有低GWP值和零ODP值，但存在易燃、易爆、毒性或工作压力高等挑战，需要相应的技术和安全措施。 低GWP合成制冷剂的研发: 如HFOs（氢氟烯烃）系列，在性能和环保性之间寻求平衡。 3.2 提高能效和降低运行成本 高效压缩机技术: 变频技术、多级压缩、螺杆式压缩机、离心式压缩机等的优化升级。 先进换热器设计: 微通道换热器、翅片式换热器优化，提高传热效率。 热回收与集成系统: 将制冷系统与余热利用、供暖系统集成，实现能量的最大化利用。 智能控制与优化算法: 利用大数据、人工智能等技术，实现对制冷/热泵系统的实时监控、故障诊断和运行优化，进一步提高效率。 3.3 新型制冷与热泵技术 磁制冷: 利用磁性材料的磁致冷效应，无需制冷剂，环保性极佳，但目前成本较高，技术仍需突破。 吸附式制冷: 利用固体吸附剂吸附制冷剂，以热能驱动，适用于低品位热源。 热电制冷: 利用塞贝克效应，体积小、无运动部件，适用于小型化、特殊场合。 喷气式制冷/热泵: 利用喷气效应实现制冷或制热，在某些特殊场景有应用潜力。 蒸发冷却与集成技术: 结合蒸发冷却的优势，进一步提升湿球温度较高的地区的热泵效率。 3.4 系统集成与多能耦合 制冷与供暖的季节性能量储存（ATES）: 通过季节性的地下蓄热或蓄冷，满足全年冷热需求。 与可再生能源（太阳能、风能）的耦合: 利用可再生能源为制冷/热泵系统提供动力，降低对化石燃料的依赖。 建筑一体化设计: 将制冷/热泵设备与建筑结构、能源系统进行优化集成，提高整体性能。 3.5 智能化与数字化发展 物联网（IoT）与大数据分析: 实现设备的远程监控、预测性维护、能效优化。 人工智能（AI）算法: 用于故障诊断、负荷预测、智能调度，提高系统的智能化水平。 数字孪生技术: 构建设备的虚拟模型，用于模拟运行、性能评估和优化设计。 结论 制冷与热泵技术作为现代社会不可或缺的基础技术，其重要性日益凸显。从基础原理的理解到复杂系统的设计与应用，再到面向未来的创新探索，这个领域充满了挑战与机遇。随着环保法规的日益严格和能源效率要求的不断提高，开发和应用更清洁、更高效、更智能的制冷与热泵技术，将是未来发展的重要方向。通过持续的研发投入和技术创新，我们有理由相信，制冷与热泵技术将在改善人类生活、促进经济发展、实现可持续发展目标等方面发挥更加关键的作用。

评分☆☆☆☆☆

我之所以对《正版书籍 自然工质二氧化碳制冷与热泵循环原理的研究与进展》这本书如此感兴趣，很大程度上是因为它触及了我一直以来对环境保护和绿色能源的关注点。在各种关于气候变化和可持续发展的讨论中，制冷剂的替代问题一直是一个重要的议题。而“自然工质”的概念，以及二氧化碳作为一种可能性，让我觉得这本书可能提供了一些非常有价值的答案。我迫切地想知道，用二氧化碳来代替那些对环境有潜在危害的制冷剂，究竟有哪些实际的优势？它的“自然”属性是否意味着它更容易回收利用，或者在泄漏后对环境的影响更小？ “循环原理的研究与进展”这部分内容，更是我对这本书的期待所在。我明白，要让二氧化碳真正成为一种有效的制冷剂和热泵工质，背后一定有复杂的科学原理支撑。我希望这本书能够详尽地介绍二氧化碳制冷和热泵循环的各个环节，比如它在超临界状态下的独特表现，以及如何在各种设备中实现高效的能量转换。而且，“进展”二字让我相信，这本书不会仅仅停留在理论的层面，而是会涵盖最新的技术发展和应用实践。我期待能看到书中介绍一些前沿的研究成果，例如在提高系统能效、降低运行成本、或者解决二氧化碳制冷在高压环境下可能出现的一些技术难题方面的最新探索。

评分☆☆☆☆☆

我看到《正版书籍 自然工质二氧化碳制冷与热泵循环原理的研究与进展》这个书名，第一反应就是“哇，这简直太前沿了！”。我一直对那些能够解决现实世界重大问题的技术感到兴奋，而制冷和供暖是现代社会不可或缺但又对环境影响不小的领域。当听说二氧化碳可以被用作制冷剂和热泵工质时，我感到非常好奇。毕竟，二氧化碳在我们印象中往往是导致气候变暖的“元凶”，它如何能成为解决方案的一部分呢？“自然工质”这个说法，让我联想到它可能是一种取之于自然，最终也能回归自然的物质，这在环保方面有着天然的优势。 “循环原理的研究与进展”这部分让我觉得这本书绝非泛泛之辈，而是有深度、有干货的。我希望书中能详细解析二氧化碳在制冷和热泵循环中的物理化学过程，例如它在高温高压下的超临界状态是如何运作的，以及它与传统的制冷剂相比，在能效、安全性、和成本方面分别有什么优劣势。而且，“进展”二字让我对书中可能包含的最新研究成果和技术动态充满期待。我渴望了解，目前科学家和工程师们在克服二氧化碳制冷和热泵的一些固有挑战（比如高压系统设计、润滑油选择等）方面，取得了哪些突破性的进展，以及这些技术未来的发展趋势。

评分☆☆☆☆☆

《正版书籍 自然工质二氧化碳制冷与热泵循环原理的研究与进展》这个书名，简直就是我一直在寻找的那种知识的宝库。我一直关注环保议题，尤其是那些能够切实减少我们对地球负担的技术。当看到“自然工质”和“二氧化碳”这两个词放在一起的时候，我脑海里立刻就浮现出无数个关于可持续能源的画面。我一直觉得，如果能利用我们星球上已经存在的物质来解决能源问题，那才是真正的智慧。二氧化碳，这个被我们视为“问题”的温室气体，居然还能摇身一变，成为制冷和热泵的关键“工质”，这让我感到非常震惊和好奇。 我特别想知道，这本书会如何深入地探讨“循环原理”。制冷和热泵听起来就像是能量的“搬运工”，但具体是怎么搬运的，涉及到哪些物理化学过程，一直是我模糊的概念。我希望这本书能够清晰地梳理出二氧化碳在不同循环模式下的工作流程，例如在冷凝、蒸发、膨胀、压缩等各个环节，它的状态变化以及能量的传递。而且，“研究与进展”这四个字，让我看到了这本书的价值远不止于基础知识的介绍，它还会包含最新的科研成果。我期待能了解当前二氧化碳制冷和热泵技术在哪些方面取得了突破，比如在效率提升、系统集成、或者跨领域应用上的新方向。

评分☆☆☆☆☆

《正版书籍 自然工质二氧化碳制冷与热泵循环原理的研究与进展》这个书名，就像一道通往绿色能源未来的大门。我一直对那些能够减少我们对环境负担的技术充满热情，而“自然工质”和“二氧化碳”的组合，正是我近年来一直在关注的环保技术方向。我对于如何利用二氧化碳这种温室气体来解决制冷和供暖的需求，感到非常好奇。是不是意味着我们可以在生产和使用过程中，实现碳的循环利用，从而减少新的碳排放？“自然”这个词，也让我联想到它是否是一种更加安全、更易于获取的制冷介质？ “循环原理的研究与进展”这几个字，则表明了这本书的价值所在。我明白，要真正掌握二氧化碳制冷和热泵的应用，离不开对其核心原理的深刻理解。我希望书中能够详细阐述，二氧化碳在不同工况下的热力学和物理化学特性，以及这些特性如何被巧妙地应用于制冷和制热的循环过程中。而且，“研究与进展”让我看到了这本书的与时俱进。我期待能了解到，在当前二氧化碳制冷和热泵领域，有哪些最前沿的研究成果，比如在提高系统效率、降低运行成本、或者解决潜在的安全性问题方面的创新。

评分☆☆☆☆☆

一看到《正版书籍 自然工质二氧化碳制冷与热泵循环原理的研究与进展》这个书名，我立刻就觉得这是一本非常有分量的书。我一直对那些能够从根本上解决能源和环境问题的技术充满敬意，而“自然工质”和“二氧化碳”的组合，无疑指向了这样一个前沿领域。我对二氧化碳的印象一直停留在它作为温室气体对气候变化的影响，但书中提到它能够用于制冷和热泵，这让我看到了一个全新的视角。我非常好奇，这种“自然”的特性究竟是指它的来源，还是它的环境友好性？它在实际应用中，是否比传统的氟利昂等制冷剂有更低的全球变暖潜能值（GWP）和臭氧消耗潜能值（ODP）？ “循环原理的研究与进展”这几个字，更是精准地击中了我的求知欲。我一直想深入了解制冷和热泵系统是如何工作的，而二氧化碳作为其中的关键“工质”，其循环过程肯定有其独特性。我期待书中能够详细阐述，二氧化碳在不同压力和温度下的相变特性，以及这些特性如何被应用于实现制冷和供热。同时，“研究与进展”暗示了这本书的内容不仅仅是理论，更包含着最新的学术成果和工程实践。我希望能够了解到，当前二氧化碳制冷和热泵技术在哪些方面取得了显著的进步，比如在超临界循环、跨临界循环的应用，以及在特定行业（如商用制冷、家用空调、热泵热水器）中的发展趋势。

评分☆☆☆☆☆

《正版书籍 自然工质二氧化碳制冷与热泵循环原理的研究与进展》这个书名，简直就是我近期想要了解的技术热点的完美结合。我一直关注能源领域的创新，特别是那些能够减少化石燃料依赖、降低碳排放的技术。当我看到“自然工质”和“二氧化碳”这两个关键词时，立刻就联想到了一种更加环保、可持续的制冷和供暖解决方案。我一直很好奇，为什么要把二氧化碳称为“自然工质”？它究竟在哪些方面比传统的制冷剂更加“自然”？它的应用是否能显著减少温室气体的排放，或者在整个生命周期中对环境的影响更小？ 更让我觉得这本书内容扎实的是“循环原理的研究与进展”这几个字。制冷和热泵系统，归根结底是能量的循环利用。我希望这本书能够深入浅出地解释，二氧化碳在这些循环中的具体工作机制，比如它如何通过压力的变化实现吸热和放热，以及它在不同的工作状态下（例如亚临界、超临界）的表现有何差异。而且，“研究与进展”让我看到了这本书的现实意义和未来发展方向。我期待能够了解到，当前二氧化碳制冷和热泵技术在哪些领域已经取得了成功的应用，比如在超市冷柜、商业制冷，甚至是工业制冷方面，以及有哪些最新的技术突破正在为未来的更广泛应用铺平道路。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这个书名《正版书籍 自然工质二氧化碳制冷与热泵循环原理的研究与进展》一出现，就牢牢抓住了我的注意力，因为我一直觉得我们现在使用的很多制冷剂都太伤环境了。想到二氧化碳这种大家都很熟悉的物质，居然还能在制冷和热泵领域大显身手，这本身就够吸引人了。我一直好奇，为什么叫“自然工质”？它有什么特别之处，让它能够成为一种环保的替代品？是不是在生产和使用过程中，对环境的影响都会比传统的制冷剂小很多？这些问题一直在我的脑海里盘旋，所以这个书名让我觉得，这本书可能真的能解答我的疑惑。 而“循环原理的研究与进展”这几个字，让我看到了更深层次的内容。我不是工程师，也不是科学家，但我对事物是如何运作的总是充满好奇。制冷和热泵的原理，说起来可能很专业，但我希望这本书能够用一种比较通俗易懂的方式来解释，比如结合一些实际的应用场景，让我明白二氧化碳在其中到底扮演着什么样的角色。我尤其想了解，它是如何做到“制冷”和“制热”这两种看似矛盾的功能的？“进展”这个词让我觉得这本书不仅会讲基础，还会讲到最新的技术发展，我希望能看到一些关于提高效率、降低成本、或者解决特定应用难题的最新研究成果。

评分☆☆☆☆☆

这本书名真的太吸引人了！《正版书籍 自然工质二氧化碳制冷与热泵循环原理的研究与进展》。我一直对环保技术特别关注，尤其是当今社会对可持续发展的呼声越来越高的时候，像二氧化碳这种自然工质的应用前景就显得尤为重要。我一直在思考，在过去的制冷剂对环境造成的巨大影响下，我们是否找到了真正能够替代它们的方案？这本书名明确指出了“自然工质”，这让我立刻联想到了一些关于减少温室气体排放、保护臭氧层的讨论，也让我好奇二氧化碳作为制冷剂，它的“自然”属性究竟体现在哪里，以及它在实际应用中又有哪些独特的优势和需要克服的挑战。 “循环原理的研究与进展”这几个字更是点睛之笔。我个人对技术原理总是充满好奇，尤其是那些能够深刻影响我们生活但又不太为人所知的技术。制冷和热泵循环，乍一听可能有些技术门槛，但实际上它与我们的空调、冰箱，甚至是供暖系统息息相关。我非常想知道，二氧化碳在这些循环中的具体工作机制是什么？它与传统的制冷剂在效率、安全性、成本等方面又有什么区别？“研究与进展”这几个字暗示了这本书不仅会讲解基础原理，还会深入探讨最新的研究成果和技术动态，这对于想要了解行业前沿信息的人来说，无疑是一份宝藏。我特别期待书中能有一些图示或者模型，来帮助我这个非专业读者也能更好地理解那些复杂的循环过程，以及科学家们是如何不断优化和改进这些技术的。

评分☆☆☆☆☆

我的目光被《正版书籍 自然工质二氧化碳制冷与热泵循环原理的研究与进展》这个书名深深吸引了。当今世界，环境问题日益严峻，寻找可持续的替代能源和技术方案迫在眉睫。而“自然工质”这个词，立刻让我联想到了一种更贴近自然的、对环境更友好的技术方向。二氧化碳，作为我们日常生活中最熟悉的气体，竟然能够被开发成制冷剂和热泵的“核心部件”，这本身就充满了颠覆性和前瞻性。我特别想知道，它在这方面的“自然”之处究竟体现在哪里？是它的来源取之不尽，用之不竭，还是它的生命周期对环境的影响微乎其微？ “循环原理的研究与进展”这几个字，则让我看到了这本书的学术深度和前沿性。制冷和热泵的循环，听起来是一门复杂的学问，涉及到热力学、流体力学等多个学科。我希望书中能够用清晰的逻辑和严谨的论证，来阐释二氧化碳在这些循环中的物理化学行为。例如，它在不同工况下的热物性参数如何影响循环效率？它与传统的制冷剂在能量传递和热量交换方面有何不同？而“进展”更是让我充满了期待，这意味着书中将包含最新的科研动态、技术突破和工程应用案例。我希望能了解到，当前二氧化碳制冷和热泵技术在哪些方面正在不断突破瓶颈，例如在系统设计、控制策略、或者与其他能源形式的耦合应用等方面。

评分☆☆☆☆☆

我最近真的对能源效率这个问题忧心忡忡，尤其是看到全球变暖的趋势，总是在想，有没有什么更“聪明”的制冷和供暖方式？《正版书籍 自然工质二氧化碳制冷与热泵循环原理的研究与进展》这个书名，听起来就像是为解决这些问题提供答案的。我一直对“自然工质”这个概念很有好感，总觉得它代表着一种与自然和谐共处的发展方向。而二氧化碳，作为我们生活中最熟悉的温室气体之一，居然还能被用来制冷和供暖，这本身就充满了话题性。我迫不及待地想知道，它到底是如何实现这个“变废为宝”的神奇过程的？是不是真的能够达到比传统制冷剂更高的能效，同时又对环境更加友好？ 书名中的“循环原理的研究与进展”部分，对我来说尤为重要。我不是技术专家，但我想了解事物运作的根本。制冷和热泵的循环，听起来就跟一个精密的机器一样，有很多细微之处。我很想知道，在这个二氧化碳的循环中，有哪些关键的参数需要控制？温度、压力、流量这些都会有什么影响？而且，“进展”这个词让我充满了期待，是不是这本书里会介绍一些最新的技术突破，比如在压缩机、换热器方面的创新？我希望这本书能够用一种比较易懂的方式，哪怕是借助一些比喻或者案例，来讲解这些复杂的原理，让我能够真正地理解二氧化碳制冷和热泵的魅力所在，而不是停留在概念的层面。