最新刊期
      2019年第40卷第5期
      • 石文星, 杨子旭, 王宝龙
        2019, 40(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.05.001
        摘要：由于我国不同区域的气候特点和建筑的负荷特征不同，建筑需求冷热量差异很大，针对不同地区提供相应需求的空气源热源产品是推动空气源热泵技术进步和产业有序、健康发展的重要保障。本文基于我国气候特点、负荷特征和空气源热泵的特性，结合国内外空气源热泵标准的发展状况，阐述我国空气源热泵进行分区设计的必要性，并提出相应的室外侧名义工况分区方案。分析表明：我国不同气候区的空气源热泵的制热性能应采用不同的室外侧名义制热工况进行设计，但可采用统一的名义制冷工况确定其制冷性能；在此基础上，分析给出了适用于我国不同区域空气源热泵的室外侧名义制热与名义制冷工况，以及相应工况下的名义热冷比、压缩比与理论输气量的需求，为空气源热泵研发的技术路线选择提供参考。  
        关键词：空气源热泵;名义工况;热冷比;压缩比;理论输气量   
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        发布时间：2024-07-18
      • 王超, 赵蕾, 李延, 杨柳
        2019, 40(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.05.013
        摘要：本文分析了常规空气源热泵在低温与高温工况下性能显著下降的原因，简述了制冷剂喷入技术优化空气源热泵性能的基本原理及其系统类型。通过对现有研究领域的分类，以及对同领域内不同应用形式的对比，从系统及部件两个层面阐明了制冷剂喷入技术的研究现状和进展。总结现有制冷剂喷入技术的研究成果可得出：喷气增焓技术可显著强化空气源热泵系统的低温制热性能，而且越来越多的研究提出采用制冷剂喷入技术的新系统形式并分析其对热泵系统制热性能的提升作用，但对制冷工况下的性能研究尚显欠缺。最后，结合制冷剂喷入技术发展的热点和难点，对制冷剂喷入技术的发展进行了展望。  
        关键词：空气源热泵;喷气增焓技术;喷液技术;准二级压缩;经济器;性能优化;工质替代   
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        发布时间：2024-07-18
      • 邱君君, 张小松, 李玮豪
        2019, 40(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.05.026
        摘要：本文提出一种新型无霜空气源热泵空调系统，该热泵系统不仅冬季可以无霜高效运行，夏季性能也有所提升。通过搭建该系统实验平台研究了再生模式，并对再生模式的实验数据进行回归分析，拟合得出的关联式相对误差小，拟合度高，再生量的平均相对误差为0.31%，再生效率的平均相对误差为0.56%。分析关联式得出空气流量、溶液塔入口溶液温度、溶液流量、溶液质量分数对系统再生性能的影响，发现再生量随空气流量、溶液温度、溶液流量的上升，溶液质量分数的下降而上升；再生效率随空气流量的下降，溶液流量的上升而分别增大26.00%与13.63%；再生量随溶液流量的增加升高了26.30%，随质量分数的增加下降了约6.10%，溶液温度与质量分数在本文研究范围内影响较小。  
        关键词：再生;无霜;空气源热泵;实验验证   
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      • 罗云, 王文, 胡院林, 余欣, 叶成
        2019, 40(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.05.032
        摘要：基于分离式重力热管在冷却50 ℃左右水池中的应用背景，本文实验研究了7根并联支管换热形成的分离型热管回路，主要研究以R134a为热管工质的热管散热能力以及充液率对热管系统工作性能的影响，得到实验的最佳充液率为42.3％。在此基础上对比分析了并联各支管的流动与传热性能差异，结果表明，水池加热功率在780~2 560 W的实验范围内时，水池温度、管内蒸发温度和管内传热系数均随水池加热功率的增加而增加；并联蒸发管和冷凝管的流量分配均出现不均匀现象，且并联各支管间传热性能存在一定的差异性，其中在充液率为42.3％、水池加热功率为1 680 W时，蒸发段支管1的最大传热系数是支管7的1.68倍。  
        关键词：分离型热管;传热系数;并联支管;充液率   
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        发布时间：2024-07-18
      • 陈如梦, 王伟, 赵英坤, 吴玉庭, 马重芳
        2019, 40(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.05.037
        摘要：单螺杆胀机作为有机朗肯循环系统中最适合的膨胀机类型之一，其性能对循环系统有重要影响。本文实验研究了有机朗肯循环系统中单螺杆膨胀机机壳及润滑油的散热损失及其在不同工况下对膨胀机性能的影响。实验结果表明，当进气温度由80 ℃升至123 ℃时，单螺杆膨胀机的散热损失增大，其中润滑油散热损失为主要散热损失，其散热量从0.5 kW增至1.05 kW。随着膨胀比的增加，各散热损失占比逐渐减小。其中，当进气温度由80℃升至123 ℃时，机壳散热损失占比为5.1%~2.5%，润滑油散热损失占比为16.1%~9.5%。说明随着进气温度的增加，膨胀机性能逐渐改善，工质气体通过散热损失的能量比例逐渐减小，散热损失对膨胀机性能的影响逐渐减小。  
        关键词：单螺杆膨胀机;散热量;散热损失占比;性能   
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      • 蒋若恒, 唐黎明, 陈光明, 陈琪, 韩斌斌
        2019, 40(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.05.044
        摘要：本文研究了耦合双回路冰箱样机在不同工作状态下的运行参数，同时在标准工况下测量了系统的耗电量，并与现有产品进行对比。结果表明：系统在耦合运行后，冷藏循环负荷增加导致两台样机冷藏循环的冷凝压力比耦合前分别上升23 kPa和40 kPa，蒸发压力比耦合前分别上升18 kPa和32 kPa，同时还造成冷凝器和蒸发器出口的温度的上升；耦合运行对于冷冻循环的影响主要表现在冷凝压力及冷凝器出口的过冷度的下降。其中样机I冷冻循环的冷凝压力下降27 kPa，过冷度下降1.4 ℃。样机II由于独立运行时冷凝器出口过冷度较小，耦合运行后冷凝压力下降超过160 kPa，导致冷凝压力低于环境温度对应的饱和压力，冷凝器中没有潜热交换。标准条件下的耗电量实验表明，耦合双循环冰箱系统可以比改造前的传统冰箱系统节能8%。  
        关键词：冰箱;节能;双循环;过冷度   
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      • 陈智明, 张忠斌, 徐冠依, 黄虎, 汪庆
        2019, 40(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.05.052
        摘要：风道结构的改变可有效改善自提冷冻柜内部气流组织和优化热环境性能。本文在自提冷冻冷藏柜有负载状态下，针对上送上回送风方式，改变风道结构，即轴流挡板角度(30°、45°、60°、90°)、背部送风孔板开孔方式（上疏下密的非均匀式开孔、下部集中式开孔、等间距式开孔）以及送风板通孔率(6%、8%、10%)，建立10种模型并分析对比，选取最优结构模型。并将原始结构（挡板角度45°、集中开孔方式、开孔率6%）模拟与实测结果进行对比，验证了模型的正确性。数值模拟和实验验证结果显示，回风板角度60°时相比于原对照组45°的均匀性提高了23.0%，非均匀开孔方式相比于集中式开孔速度均匀性提高了4.8%，且通孔率为8%时比原6%提高了5.1%整体均匀性，因此在回风板角度α=60°，送风板非均匀式开孔、通孔率φ=8%时冷冻柜气流组织合理，热环境性能较为理想。  
        关键词：自提冷冻冷藏柜;风道结构;风机挡板角度;送风孔板;评价指标   
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      • 罗昔联, 李娟, 喻跃辉, 张群力
        2019, 40(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.05.063
        摘要：为满足开放式遗址展厅游客与文物的不同环境需求，本文提出文物区采用置换通风系统与游客区采用舒适性空调系统相结合的调控模式（即游客区-文物区调控模式），参照兵马俑遗址博物馆展厅及葬坑文物区几何尺寸，搭建了模拟展示厅与环境调控实验系统，实验研究了遗址展示厅处于自然通风、游客区单独环境调控、文物区单独调控以及游客区-文物区调控4种模式下，空间环境参数分布特性及文物保存环境平衡特性。结果表明：自然通风模式下文物区坑底温度波动值达3.0 ℃，平均相对湿度也超过了90%，同时开馆期间游客区的平均温度高达36.5 ℃，不能满足文物和游客的热舒适性要求；单一的游客区空调系统和文物区置换通风调控系统，均只能改善调控区域的局部环境参数；游客区-文物区调控模式可以同时满足游客与文物的调控需求，此外遗址文物的土壤与空气两种环境介质间的温差降至0.4 ℃，基本实现了文物保存环境介质之间的平衡。  
        关键词：文物保护;遗址博物馆;置换通风;调控模式   
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      • 王丽慧, 胡田伟, 张继华, 刘俊, 郑懿, 宋洁, 潘骏, 杨军, 樊梓儿
        2019, 40(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.05.073
        摘要：本文以空调工况下地铁站台区域PM值为研究对象，采用现场动态监测的方法，对上海某地铁车站站台1.5m高度典型代表点及站台典型送风口和回风口处、屏蔽门附近、楼梯处和新风井区域的PM值和温湿度值进行动态监测，获得站台及其相关因素PM值的动态变化特性。结果表明：送风口平均PM值比站台平均PM值高25 μg/m3，站台屏蔽门附近处平均PM值比站台平均PM值高50 μg/m3。本文还利用CFD软件进行数值模拟，并通过正交试验数学方法分析各因素对站台PM浓度影响的显著性，结果表明：送风口PM和屏蔽门PM对站台PM值影响非常显著，送风口风速和回风口风速对站台PM值影响显著，送风温度、屏蔽门处温度和站台温度对站台PM值影响不显著。  
        关键词：地铁站台;空调系统;屏蔽门;PM;正交试验   
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      • 沈佳敏, 吴国明, 任滔, 丁国良
        2019, 40(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.05.083
        摘要：变频空调能效采用全年性能系数（APF）指标后，空调器的测试工况点由1个增至5个，导致获得空调器最大APF所需的实验量大大增加。本文提出一种快速求解变频空调最大APF的方法，能够根据一组测试数据，快速求解最大APF，从而简化空调器的实验匹配工作。该方法首先将国标中复杂的APF隐式定义转化为简单的APF显式计算公式，作为优化计算的目标函数；根据国标规定和空调器结构参数的限制，得到优化计算的约束方程；通过优化计算得到变频空调APF的最大值和对应的5个工况能力能效组合。本文将该方法应用于一款典型的变频空调器中，示意了该方法的操作步骤，优化得到的APF比原始测量值提升了6.37%。  
        关键词：空调能效标准;房间空调器;变频;APF;最优化求解   
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      • 刘圣春, 刘章, 何为, 贾子昂, 罗翌琳, 诸凯
        2019, 40(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.05.090
        摘要：本文以刀片式服务器的冷却为研究对象，应用6SigmaDC软件的电子热分析模块，构建了刀片式服务器模型，对不同参数下的翅片式散热器在刀片式服务器中的散热情况进行了数学模拟。得到翅片式散热器翅片高度、齿数、翅片厚度等多个参数对散热器散热性能的影响规律，通过对比分析得到翅片散热器的最优结构参数，及芯片风冷散热所能达到的最低温度。为优化芯片的散热，在相同服务器上构建冷水板水冷散热模型，与风冷散热时芯片的温度进行对比，得出芯片水冷散热性能是风冷散热的1.3倍。基于刀片式服务器内部温度分布分析，提出刀片式服务器采用风冷与水冷相结合的混合冷却为最佳散热方式，对数据中心服务器的散热设计提供了理论参考。  
        关键词：刀片式服务器;翅片散热器;风冷;水冷;混合冷却   
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      • 彭文豪, 谷波, 曾炜杰
        2019, 40(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.05.096
        摘要：本文以单排换热管为换热单元，建立了圆筒形翅片管换热器的分排参数数学模型，并提出采用二分法迭代求解换热方程组的数值求解方法，重点讨论了在对单排换热管迭代求解时出现的收敛性问题。本文提出两个迭代判据条件，并给出通过求解条件方程零点的方法确定迭代变量（各排换热管的进水温度）的下限值。对模型进行验证，结果表明各排换热管的进水温度迭代下限值是总进水温度的线性递增函数。在总进水温度较低情况下，该方法成功避免迭代计算进入不合理区间，保证算法稳定收敛。  
        关键词：圆形翅片管换热器;分排参数模型;收敛性;进水温度   
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      • 母福生, 王海军, 江乐新, 陈啸, 陈流发
        2019, 40(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.05.102
        摘要：本文将平板微热管应用于地铁变流器IGBT散热器中，设计了一种新型平板微热管散热器，，通过对物理模型的合理简化，建立数学模型，利用ICEPAK软件对传统翅片散热器和平板微热管散热器进行数值模拟对比，并通过实验验证计算的正确性。研究结果表明，平板微热管散热器极大提升了散热器散热效率；在极限功率工作条件下，平板微热管散热器的最高温度为70.27 ℃，比传统翅片散热器降低了25.79 ℃；理论计算得到IGBT结温为110.23 ℃，满足IGBT工作要求；数值模拟结果与实验结果基本吻合，最大温度误差为7.07%。  
        关键词：变流器;散热器;热管;数值模拟   
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      • 郑旭, 邓帅, 王如竹
        2019, 40(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.05.109
        摘要：基于内冷式干燥剂换热器的新型固体除湿空调技术，可有效克服转轮除湿空调系统升温除湿的不足，并能充分利用大量略高于环境温度的工业废热(30~60 ℃)，具有巨大的节能效益。本文围绕基于内冷式干燥剂换热器的固体除湿空调技术，从干燥剂材料、热湿传递过程和系统性能3个方面，总结近年来的重要进展，对面临的相关科学问题和挑战进行了梳理。高吸附、40 ℃低温再生且无腐蚀干燥剂的研制是提升该技术的前提，针对不同干燥剂种类考虑其与空气间的热湿传递过程机理是该技术的关键。基于制冷空调或材料学科的发展趋势，给出可能的未来发展方向，以期推动该新型固体除湿空调技术在工业余热利用、环境湿度处理、新风机组和空调等领域的应用。  
        关键词：工业余热;空气调节系统;除湿;传热传质;吸附剂   
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      • 何宽, 柳建华, 余肖霄
        2019, 40(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.05.118
        摘要：本文对R290制冷剂在5mm小管径内的流动沸腾换热特性进行实验研究，重点研究热流密度、质量流率及饱和温度对沸腾换热表面传热系数的影响。实验工况为：热流密度10～60 kW/m2、饱和温度15～25 ℃、质量流率50～200 kg/（m2?s）、干度0.1～0.9。研究结果表明：增加热流密度可以极大的强化换热，提高表面传热系数，同时使干涸现象提前发生，并加剧干涸；质量流率在低干度区间对表面传热系数的影响较小，在中干度和高干度区间表面传热系数与质量流率分别呈正相关；当热流密度较低时，在0.4～0.75中干度区间，增大饱和温度会使表面传热系数降低；而在较高的热流密度下，增大饱和温度明显引起表面传热系数的上升。  
        关键词：传热特性;流动沸腾;R290;小管径   
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      • 洪星, 吴静怡, 王珊珊
        2019, 40(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.05.124
        摘要：为满足液氮直接蒸发制冷系统大温区范围内的高精度温度控制需求，本文提出一种应用于该类型系统控制需求的模糊PID控制策略，并建立了液氮直接蒸发制冷系统的一维动态分布参数模型,分别进行了﹣50、﹣80、﹣140 ℃等不同目标温度工况下的数值模拟与实验，结果表明：模拟与实验结果最大相对误差为7.8%，提出的模糊PID控制策略取得了较好的控制效果，在﹣50、﹣80、﹣14 ℃目标温度下，其温度波动范围分别为±0.5、±1.0、±2.0 ℃，实现了较宽低温区的高精度控温。  
        关键词：直接蒸发;超低温;温度控制;模糊PID;数值模拟   
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      • 毛前军, 梁致远, 刘冬华, 胡云鹏, 李冠男, 方曦
        2019, 40(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.05.130
        摘要：冷水机组系统中，温度传感器出现故障会严重影响机组工作效率及使用寿命。针对冷水机组温度传感器偏差故障，本文提出一种基于单类支持向量机(one-class support vector machine, OC-SVM)的故障检测方法，采用冷水机组正常数据建立OC-SVM模型，通过十折交叉验证法获得模型优化参数。分别采用工程实测数据、实验数据(共4组)对该方法进行了验证，结果表明：基于OC-SVM的方法能有效检测出4组冷水机组的温度传感器偏差故障。其中对于螺杆式冷水机组（数据集Ⅰ)的故障检测效果明显，当冷冻水侧温度传感器偏差故障幅值绝对值大于1 ℃时，检测效率达到100%。  
        关键词：冷水机组;传感器;故障检测;单类支持向量机;算法   
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        发布时间：2024-07-18
      • 杨永安, 蒋春艳, 武传志, 罗建成
        2019, 40(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.05.136
        摘要：为改善变工况条件下，定频双级压缩制冷系统不能达到最佳状态运行的现状，本文搭建变流量双级压缩制冷系统实验台，分析了变工况条件下，调节高压级压缩机频率来改变低高压级压缩机输气量之比，对一次节流中间不完全冷却造成的影响。结果表明：当冷凝温度为30 ℃，蒸发温度为?35~?20 ℃，低高压级压缩机输气量之比由1.25增至3.33时，系统制冷量随着低高压级压缩机输气量之比的增加逐渐减少，性能系数COP最大为2.37；当蒸发温度从?20 ℃降至?35 ℃，每降低5 ℃，最佳COP下的低高压压缩机输气量之比依次增大22.10%、12.52%、14.29%。故实际系统设计时，可参考实验数据，根据不同蒸发温度和制冷量需求，调节合适的低高压级压缩机输气量之比，使系统运行达到最佳状态。  
        关键词：双级压缩;变流量;输气量;COP   
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        发布时间：2024-07-18
      • 周盛奇, 刘杨, 李维仲, 秦妍
        2019, 40(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.05.143
        摘要：本文利用微观可视化观测方法，实验对比研究了裸铝(接触角78°)、疏水（接触角141°）和亲水(接触角26°)三种特性表面结霜过程。结果表明，当相对湿度为26%，表面温度为﹣10 ℃时，相比于裸铝表面，疏水表面可以延迟结霜29 min；当温度降至﹣18 ℃，疏水表面仍具有较好的抑霜效果。1 h后，疏水表面上的霜层高度仅为裸铝表面上霜层高度的68%。当表面温度为﹣26 ℃时，3种不同接触角的表面上初始霜晶的形态差异较大，疏水表面倾向于形成更加稠密的沿水平方向生长的枝状霜晶并向片状转变，而亲水表面则倾向于形成沿竖直方向生长的稀疏的针状霜晶，随着空气中水蒸气向霜晶扩散凝华，针状霜晶从顶部向底部逐渐向片状霜晶转变。  
        关键词：结霜;相对湿度;冻结;初始霜晶   
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        发布时间：2024-07-18
      • 王子安, 武卫东, 余强元
        2019, 40(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.05.149
        摘要：对果蔬预冷应用场合，本文提出一种冰浆式湿冷蒸发器，并将其应用于小型模拟冷库。采用娃娃菜为被冷却对象，以库内温度和相对湿度为指标，改变填料类型（金属、塑料、纸质填料）和载冷介质（冰浆、冷水），在冷库空载条件下进行负载预冷实验。结果表明：金属、纸质填料的换热能力较塑料填料好；与冷水相比，以冰浆为载冷介质，预冷时间缩短了1/6并保持更低的库内温度，库内相对湿度稳定后均能保持在90%以上；预冷后样品失重率较冷水的小0.19%；冰浆式湿冷蒸发器可在冷库中稳定运行，且较冷水为载冷介质的湿冷蒸发器，可更高效地实现预冷过程的低温（3~6 ℃）高湿（>90%RH）环境，适用于果蔬预冷和保鲜。  
        关键词：果蔬预冷;性能实验;湿冷蒸发器;冰浆;冷库   
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        发布时间：2024-07-18
      • 盛健, 张华, 吴兆林, 豆斌林, 周志钢
        2019, 40(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.05.155
        摘要：为满足新型战机在地面待飞时对机载液冷系统的地面保障需求，本文设计开发并试制了飞机地面液冷车，分别对电源动力系统、冷却液输送系统、制冷加热系统（单级蒸汽压缩制冷循环+电加热器）、电气控制系统和车载底盘及厢体5部分进行了实验研究。结果表明：样车实现了液冷车补液、液冷车内循环、液冷车对机载液冷系统的加液/排液和外循环供液保障等功能。在环境温度为5 ℃的外循环制热和30 ℃的外循环制冷时，使机载液冷系统达到设定温度（制热时加热至15 ℃，制冷时冷却至10 ℃），分别需要24min和20 min，冷却液循环流量为200 L/min，温度波动在±0.5℃以内。  
        关键词：飞机地面保障;压缩式制冷系统;载冷剂   
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        发布时间：2024-07-18
      • 吕静, 李果, 赵琦浩, 张继凯, 赵德鹏
        2019, 40(5) DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2019.05.161
        摘要：本文以CO2定压比热容最大的准临界温度为分界点，将气冷器的换热过程分为：准临界前区间、准临界区间和准临界后区间3个温度区间，CO2在100～0 ℃的放热过程，计算发现准临界区间温度的放热量占比达49.8%，基于(火积)理论的模拟结果也表明放热量主要集中在第二阶段的准临界区间内。以准临界区间的换热特性为基础，提出一种在名义工况下，最佳气冷器进气压力和温度的简单算法：发现制取65 ℃热水时，气冷器最佳进气压力为11.34 MPa，进气温度为79.96 ℃。在不同进气压力下进行实验验证，并分析气冷器中水的温度分布。结果表明：CO2和水流量均为15.0 g/s时，11.3 MPa进气压力下，在准临界温度区间内，水温从17 ℃迅速升至41 ℃，加热量占比为50.1%，出水温度为64.1 ℃，系统COP最高为3.23。  
        关键词：气冷器;热势能(火积);准临界温度区间;最优压力;CO2   
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