最新刊期
      2025年第46卷第2期

      • 浸没液体冷却技术在动力电池热管理中的应用研究进展

        朱剑杰, 庄园, 欧阳洪生, 卢永杰, 严昱昊, 吴曦蕾, 叶恭然, 张灿灿, 吴玉庭, 韩晓红
        2025, 46(2): 1-16. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.02.001
        摘要：电池热管理系统是纯电动汽车非常重要的组成部分。随着液体浸没技术在电子设备领域的成功应用，该技术在电池热管理系统中的应用也越来越受到重视。动力电池浸没液冷技术是将电池直接浸没于绝缘流体中，通过对流换热或相变传热来带走电池的热量。从动力电池热管理角度出发，分析了温度对电池性能的影响以及采用不同电池热管理系统的优势和存在的局限性，重点阐述了采用浸没式电池热管理系统的重要性。在此基础上，详细综述了液体浸没式电池热管理系统目前主要存在的关键技术问题及相关研究进展，包括冷却液的选择、模组设计、寿命和安全性研究等方面。最后概述了部分厂商进行探索或示范性工作所开发的动力电池浸没液冷产品。  
        关键词：动力电池;电池热管理;浸没液冷;冷却液;模组设计   
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        更新时间：2025-04-15

      • 基于多孔结构的微通道散热技术研究现状

        周雄, 张莉
        2025, 46(2): 17-27. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.02.017
        摘要：随着微电子器件的飞速发展，电子设备越来越倾向于小型轻量化、高集成度、高热流密度的方向发展。多孔结构因其能有效拓展传热面积、增加汽化核心和调控壁面润湿性而强化沸腾传热，广泛应用于散热领域。基于多孔结构的微通道散热技术是提高散热器性能十分有效且极具发展前景的方法。微通道表面多孔结构、微通道内填充多孔材料和微通道骨架为多孔结构是近年来3种常见的多孔结构和微通道相结合增强沸腾传热的结构形式，多孔结构主要包括多孔涂层、微腔、金属泡沫、多孔翅片和多孔肋等。主要对近年来基于多孔结构的微通道散热技术的研究进展进行了综述，对比分析了上述3种强化传热结构的优缺点，阐述了微通道散热器在传热性能和压降的平衡设计方面所面临的问题，并提出了相关的优化设计方法。  
        关键词：微通道散热器;多孔结构;传热强化;压降;优化设计   
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        更新时间：2025-04-15

      • 新能源车辆跨临界CO2热泵空调系统主要性能提升方法对比

        杨梦莹, 丁静雯, 谢宏生, 宋昱龙, 曹锋, 戴向阳
        2025, 46(2): 28-37. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.02.028
        摘要：为了提升新能源车辆跨临界CO2热泵空调系统的性能，针对回热器、膨胀机、涡流管、喷射器和多蒸发温度补气5种技术方法，采用一维理论计算，在新能源车辆运行工况下得到各系统性能并进行对比。结果表明：采用不同性能提升方法的系统均需考虑排气压力的优化，制冷模式下系统COP均得到一定程度提升。膨胀机在综合工况下具有最佳效果，喷射器在设计工况下表现良好，回热器在制冷模式下效果明显，涡流管和多蒸发温度补气全工况适应性较好。结果可为各个性能提升方法的实际工程应用提供一定参考，促进跨临界CO2热泵空调系统的推广应用。  
        关键词：新能源车辆;跨临界CO2;热泵空调系统;性能提升方法   
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        更新时间：2025-04-15

      • 一种利用市政热水直接供暖的水氟互联空调系统

        查富海, 王源, 李先庭, 国德防, 顾超
        2025, 46(2): 38-46. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.02.038
        摘要：我国北方较多公共建筑分别采用直膨式空调供冷和市政热水供暖，需要2套室内末端。提出了一种利用市政热水直接供暖的水氟互联空调系统，其室内机为三介质换热器，可以利用市政热水或直膨的方式加热室内空气，实现直膨式空调和集中热网供暖的灵活切换；以北京某办公建筑为例，按夏季空调工况进行机组选型，建立了系统的性能模拟模型，并分析其在供暖季及过渡季的供暖效果。结果表明：该系统在供暖季采用市政热水供暖时所需的用户侧水温低于54 ℃；在过渡季采用直膨式供暖时其机组容量高于过渡季尖峰负荷，且在49%的运行时间内能效超过3.5。提出的水氟互联空调系统采用一套末端保障夏季空调和冬季供暖需求，并在市政热水停暖后可用直膨方式供暖，简化了现有系统形式，提高了供暖舒适性。  
        关键词：水氟互联机;三介质换热器;空调系统;市政热网;供暖   
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        更新时间：2025-04-15

      • 太阳能转轮除湿-吸附式制冷系统的性能仿真研究

        姜美玲, 曾涛, 林树森, 邓立生, 李军, 黄宏宇, 罗向龙
        2025, 46(2): 47-58. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.02.047
        摘要：为进一步减少温湿度独立控制空调系统的电能消耗，提高太阳能利用率，利用TRNSYS 18建立了一套太阳能转轮除湿-吸附式制冷系统（SDCS-A）。从系统性能系数（COPsys）、太阳分数（Fs）和一次能源消耗量（Ep）等方面分析了广州气候条件下不同集热器面积和水箱体积对系统性能的影响，并与太阳能转轮除湿-压缩式制冷系统（SDCS-C）进行对比。结果表明：对于SDCS-A系统，改变集热器面积对Fs和Ep的影响更显著，不同面积之间的Fs平均增幅为12.18%，而改变水箱体积对COPsys影响更大，不同水箱体积之间最大差值为0.1。与SDCS-C相比，在整个制冷季中，SDCS-A的月平均COPsys和月平均Fs分别提高6.51%和21.05%，月平均Ep降低21.45%。同时，研究了SDCS-A系统在不同气候条件下的运行性能，结果表明，相较于北京、上海和拉萨3个地区，广州气候条件下具有更稳定和更高的月COPsys。  
        关键词：太阳能;除湿转轮;吸附式制冷;性能分析;TRNSYS   
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        更新时间：2025-04-15

      • 氦节流制冷机耦合大热容负载快速降温特性

        江天舒, 陈志超, 刘少帅, 卢李昊, 蒋珍华, 吴亦农
        2025, 46(2): 59-66. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.02.059
        摘要：氦节流制冷技术是空间液氦温区的主流制冷技术之一，制冷机耦合大热容负载的快速降温研究对大热容载荷的高效工作具有重要研究意义。为了明晰不同快速降温方案下氦节流制冷机的降温特性，基于GM预冷氦节流制冷机开展了不同热容负载下，无附加措施降温方案、室温阀旁通方案及热开关方案的降温实验研究。实验结果表明：无热容负载下降温时间分别为39.8、20.5、19 h；基于热力学和传热学理论，定量分析了无热容负载降温过程中辐射项、对流项、导热项及节流源项的变化规律，阐明了不同方案下氦节流制冷机降温时间差异的原因。耦合0.136 kg铜的模拟负载时，采用室温阀旁通和热开关降温方案，降温时间分别为25.5 h和20 h。实验结果表明：对于小热容负载降温，热开关与室温阀旁通方案的降温效果基本一致；对于大热容负载降温，热开关降温具有显著优势。  
        关键词：氦节流制冷机;快速降温;大热容负载;热开关;旁通   
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        更新时间：2025-04-15

      • 百瓦级高效推移活塞型脉管制冷机实验研究

        吴彦康, 陈曦, 郑朴, 周振东, 叶天, 张华
        2025, 46(2): 67-73. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.02.067
        摘要：推移活塞型脉管制冷机采用推移活塞进行相位调节和声功回收，潜在制冷效率高。针对制冷温度在-100 ℃附近，当前研究缺乏同时满足大冷量和高效率的推移活塞型脉管制冷机。设计了1台应用于低温冷库的百瓦级制冷量的推移活塞型脉管制冷机，并实验测试其制冷性能，重点关注推移活塞运动和压缩机效率。基于验证后的数值模型，分析脉管冷指与压缩机的耦合关系及冷指内部相位关系。结果表明：当充气压力为3.0 MPa、运行频率为64.9 Hz、水冷温度为20 ℃、输入电功为500 W时，该推移活塞型脉管制冷机可在-100 ℃提供160.3 W制冷量，相对卡诺效率为22.2%。此时推移活塞领先压缩活塞59°，冷指内部相位分布合理，压缩机与冷指耦合良好，压缩机效率为78%。该制冷机为目前-100 ℃制冷温度附近效率最高的推移活塞型脉管制冷机。  
        关键词：脉管低温制冷机;低温冷藏;制冷性能实验;推移活塞;压缩机   
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        更新时间：2025-04-15

      • 基于半经验模型的变工质双螺杆制冷压缩机运行特性

        李彦澎, 陈浙寅, 王闯, 任大伟, 邢子文, 朱士哲
        2025, 46(2): 74-81. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.02.074
        摘要：低温制冷行业已经进入了寻找环境友好、高效安全替代工质的新阶段。为分析采用不同制冷剂时压缩机的运行特性，提出一种含13个特征参数的修正半经验模型，实验研究了R22、R507和R744的变工况热力性能，并分别进行了特征参数识别与模型校核。验证结果表明：模型预测精度良好，输入功率与质量流量的平均相对误差为2.07%与1.17%。以某典型工况为例，对不同制冷剂的损失特性和效率随频率的变化趋势进行对比分析。结果表明：R744的压力损失、泄漏和功率损失较小，是综合性能最优的制冷剂；R507和R22的性能相近，但由于R507的压力损失更高且增长更剧烈，其效率衰减严重并在50 Hz以上频率段低于R22。研究旨在为采用不同工质压缩机的优化设计提供理论依据。  
        关键词：运行特性;半经验模型;双螺杆压缩机;制冷剂替代   
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        更新时间：2025-04-15

      • 变基圆渐开线涡旋压缩机型线控制参数优化

        潘淑丽, 唐景春, 周培, 孙东方, 张郁, 刘向农
        2025, 46(2): 82-89. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.02.082
        摘要：变基圆渐开线涡旋压缩机在获得相同的制冷量前提下，压缩机体积可以变小，较好地满足了车载空调压缩机的小型轻量化要求。基于提高电动汽车空调涡旋压缩机等熵效率和容积效率的目标，建立了变基圆渐开线涡旋盘的数学和几何模型，以变基圆涡旋型线的齿厚控制参数多变指数k和修正增量δ0为变量，进行了涡旋压缩机的内部流场数值模拟计算和流体动力学分析。数值计算结果表明：当变基圆型线参数为k=1、δ0=-0.03 mm时，压缩机工作腔内部流体的比耗散率为180.28 s-1，相较于定基圆压缩机内部流场的比耗散率283.39 s-1降低了103.11 s-1，压缩机运行中因湍动能耗散造成的能量损失变小，可以提高涡旋压缩机的等熵效率。进行了电动汽车空调涡旋压缩机的性能试验，相比于定基圆涡旋压缩机，k=1、δ0=-0.03 mm参数的变基圆涡旋压缩机输入电功率降低了1.392%，性能系数COPel增加了4.204%。  
        关键词：涡旋压缩机;变基圆型线;湍流耗散;流场分析;性能试验   
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        更新时间：2025-04-15

      • 批量制备La-Fe-Si系磁热材料的磁热性能和制冷性能研究

        郭亚茹, 黄焦宏, 金培育, 刘翠兰, 程娟, 张英德, 李兆杰, 戴默涵, 张建平, 高磊, 王鹏宇, 裴昊
        2025, 46(2): 90-97. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.02.090
        摘要：使用中频熔炼炉批量制备公斤级（La，Ce）（Fe，Mn，Si）13Hy磁热材料，对合金的磁热性能和制冷性能进行了研究。结果表明：合金的居里温度随Mn含量的增加而降低，分别为292.9、287.8和283.9 K。在2 T外加磁场下，合金最大等温磁熵变达到12.0 J/（kg·K），半峰宽最大为11 K，3种合金的相对制冷能力分别为110.2、132.0和110.0 J/kg。使用课题组自制的磁热效应测量仪，得到变化磁场为1.5 T时，3种合金的最大绝热温变分别为3.48、3.14和2.96 K。将3种合金分层装入主动式磁回热器中，在课题组自制的磁制冷样机上测试制冷性能，当设定环境温度为295 K，可实现16.9 K的制冷温跨。  
        关键词：批量制备;（La，Ce）（Fe，Mn，Si）13Hy磁热材料;磁热性能;制冷性能   
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        更新时间：2025-04-15

      • 基于共晶水合盐改性材料的空调用填充床蓄冷特性研究

        黄金燕, 殷勇高
        2025, 46(2): 98-108. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.02.098
        摘要：针对蓄冷空调温度需求，研制一种以Na2SO4·10H2O和Na2HPO4·12H2O为基材的复合相变蓄冷材料，其相变温度为8.3 ℃，相变潜热为151.3 kJ/kg，与前期工作相比，其潜热值提升14.24%。同时提出一种使用球形封装单体封装该相变材料（PCM）的填充床蓄冷装置，并采用EDEM软件对其建立无序堆积三维物理模型，研究单体尺寸、换热流体（HTF）入口温度和流量等参数对填充床蓄冷性能的影响。结果表明：减小单体尺寸、降低HTF入口温度和提升HTF入口流量均能加快装置的蓄冷过程，缩短蓄冷时间。HTF入口温度由2 ℃升至4 ℃时，填充床的蓄冷量和蓄冷密度降低5%，平均蓄冷速率降低41.93%，压降基本不变。然而单体尺寸对填充床蓄冷量和蓄冷密度等参数的影响并未表现出明显规律，在工程应用中需根据实际情况而定。研究结果可为填充床装置在蓄冷空调领域的推广应用提供理论指导。  
        关键词：相变蓄冷材料;无序堆积;填充床;蓄冷特性   
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        更新时间：2025-04-15

      • 横流冷却塔填料性能实验研究及优化

        陈勇春, 刘金平, 谭小卫, 苏振兴, 谭志锋, 邹震杰
        2025, 46(2): 109-119. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.02.109
        摘要：作为冷却塔的换热核心部件，填料的性能对强制通风冷却塔动力设备的功耗具有重要影响。通过搭建横流冷却塔填料性能实验台，研究了风速、淋水密度及填料高度对人字波纹填料传热传质性能及阻力特性的影响，并拟合出相关经验公式对横流冷却塔的风机功耗进行分析。结果表明：填料的传热传质性能随着风速、淋水密度的增大以及填料高度的减小而提高。其中，风速是影响横流冷却塔填料传热传质性能最重要的因素，风速由0.96 m/s增至2.05 m/s，填料的容积散质系数可提升70%；在小淋水密度下，增大淋水密度可以较好地提升填料的传热传质性能。填料区风阻随着风速的提升明显增大，在实验条件下，填料区风阻约与填料迎面风速的1.68~1.91次方成正比。当冷却水体积流量为70 m3/h时，可牺牲20%换热量，将进出水温差由5 ℃降至4 ℃，耗电比可减小约71%；而保持耗电比为0.035 kW·h/m3，将逼近度由4 ℃降至3 ℃，冷却水体积流量需减小31%。  
        关键词：横流式冷却塔;人字波纹填料;传热传质;风阻;耗电比   
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        更新时间：2025-04-15

      • 地埋管地源热泵长度设计影响因素及其敏感性分析

        毕伟蔷, 韩宗伟, 张雪平, 张宏志, 杨灵艳
        2025, 46(2): 120-128. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.02.120
        摘要：针对地埋管地源热泵工程应用中出现的地埋管长度设计不合理问题，搭建了地源热泵三维动态仿真平台，将动态模拟的出口温度与规范要求的设计出口温度进行对比，评估地埋管设计长度的合理性。以北京某建筑为应用对象，研究了地埋管设计长度的误差随土壤热物性参数与钻孔相关参数变化的规律，并用敏感性分析法量化了各因素对地埋管长度的影响程度。研究结果表明：随着土壤导热系数、土壤容积热容、钻孔深度、钻孔间距的增加，地埋管设计长度的相对误差逐渐增大。各因素的相对误差变化范围分别为：10.7%~27.3%、8.0%~23.8%、7.3%~12.5%、12.5%~17.4%。土壤导热系数敏感性分析的量化指标的绝对值为0.909，是地埋管长度的显著影响因素，其余因素的影响程度由高到低分别为土壤容积热容、钻孔间距、钻孔排列列数和钻孔深度。  
        关键词：地源热泵;地埋管换热器;地埋管设计长度;敏感性分析   
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        更新时间：2025-04-15

      • 热力能源隧道毛细管网换热器性能实验研究

        王永艳, 周国兵, 刘军, 王富强, 乔国刚, 黄辉
        2025, 46(2): 129-136. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.02.129
        摘要：毛细管网换热器由于传热面积大、温度均匀等诸多优点在交通类能源隧道已有较多应用。热力能源隧道作为一种新型能源隧道因具有内热源而与交通类能源隧道差异较大，为研究毛细管网换热器在热力能源隧道应用的可行性，实验研究了吸热工况下热力能源隧道毛细管网换热器采用1∶1间歇运行模式下的换热性能。结果表明：隧道内初始空气温度越高，毛细管网换热器的换热量越大，在循环水入口温度为5 ℃不变的条件下，隧道内初始空气温度和循环水入口温度温差增加10 ℃，换热量增加45.9%；毛细管网换热器的换热量随着循环水流速的增加而增加，流速增至0.1 m/s后，换热量变化曲线呈水平渐近线变化，换热量逐渐稳定于187.22 W/m2；循环水入口温度越低，换热量越大，当隧道内初始空气温度为50 ℃，循环水流速为0.075 m/s时，循环水入口温度每升高1 ℃，换热量降低2.04%。  
        关键词：热力能源隧道;隧道内空气温度;毛细管网换热器;换热性能   
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        更新时间：2025-04-15

      • 不同温度下液滴撞击不同润湿性倾斜表面的动力学行为

        陈孝松, 郑海坤, 张培成, 盛伟, 郝晓茹
        2025, 46(2): 137-144. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.02.137
        摘要：超疏水表面作为一种新型绿色材料在防/除冰领域展现了一定的应用前景。通过实验对比研究了不同温度（-25~16 ℃）、不同倾角（0~60°）以及不同润湿性表面（亲水、超疏水表面）上撞击液滴的动力学行为，分析了其液滴形态、铺展因子、铺展时间和接触时间的变化情况。结果表明：由于倾角和润湿性不同，撞击液滴在铺展之后表现出不同的动力学行为；随着倾角增大，亲水表面最大铺展因子和铺展时间随之增大，超疏水表面铺展时间变化与之相同，最大铺展因子随着倾角的增加而减小，特别是Ts-25 ℃；相比于亲水表面，液滴撞击超疏水表面具有更短的铺展时间，在Ts=-25 ℃时可以达到约10倍；增大壁面倾角会打破液滴在水平超疏水表面上的对称反弹，进而缩短液滴接触时间，说明增加倾角可有效抑制水滴冻结。  
        关键词：液滴撞击动力学;表面润湿性;表面倾角;表面温度;防/除冰   
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        更新时间：2025-04-15

      • 基于关键特征的制冷剂泄漏故障软测量研究

        凌敏彬, 杨钰婷, 韩华, 徐玲, 崔晓钰
        2025, 46(2): 145-154. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.02.145
        摘要：针对制冷剂泄漏难以直接测量的问题，建立基于数据挖掘和关键特征的制冷剂泄漏故障软测量研究。通过随机森林重要性排序和距离相关系数对制冷剂泄漏故障的表征特征进行筛选，建立支持向量回归（SVR）软测量模型对泄漏进行定量测量。经一台额定制冷量为1 440 kW、充注量为330 kg螺杆式冷水机组泄漏实验验证，基于3个表征特征建立的SVR软测量模型在测试集上的均方根误差（RMSE）和平均绝对误差（MAE）分别为0.844 kg和0.734 kg，软测量性能较其它3个特征子集显著提升。  
        关键词：制冷剂泄漏;特征选择;软测量;随机森林;支持向量回归   
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        更新时间：2025-04-15

      • 变频干衣机烘干性能及预测方法的理论与实验研究

        曹正, 高科科, 薛维超
        2025, 46(2): 155-161. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.02.155
        摘要：热泵干衣机烘干过程具有强耦合、时变性、集成性等复杂特性，为理论分析热泵干衣机系统参数对烘干性能的影响研究带来了很大难度。基于一定简化，分析了不同压缩机能力，不同风机风量对热泵干衣机单位能耗除湿量SMER、单位时间除湿量MER的影响。研究发现：对于闭式热泵干衣机，在同一风量下，冷凝器出风温度在20~80 ℃，蒸发器出风温度在10~50 ℃，干衣机SMER随着冷凝器出风和蒸发器出风温度的升高均先增大再减小。对于半载5 kg衣服负载的热泵干衣机，理论计算其存在最优的冷凝器出风温度为53 ℃、蒸发器出风温度为27 ℃，使干衣机SMER最大。其最优的冷凝器出风温度和蒸发器出风温度与热泵系统COP及滚筒内衣物的传热传质有关；在同一蒸发器出风、冷凝器出风温度下，系统风量在0.02~0.08 kg/s，SMER随着风量的增大先增大再减小，存在最优的工作风量0.047 kg/s使干衣机SMER最大。其最优风量与滚筒功率及整机风阻特性有关；并根据干衣机性能测试标准，通过实验验证了理论分析结果与实验测试基本一致，最大SMER对应的风量与工况温度也与理论分析接近。  
        关键词：热泵干衣机;烘干性能;蒸发温度;冷凝温度;压缩机   
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        更新时间：2025-04-15

      • 带喷射器的跨临界CO2系统在大型冷库中的应用

        赖坤, 田健
        2025, 46(2): 162-170. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.02.162
        摘要：大型冷库在经济发展中具有重要作用，其能耗和环境影响巨大。为了推动冷库的绿色低碳高效发展，主要以制冷剂替代和制冷系统优化为出发点，研究带喷射器的跨临界CO2系统在大型冷库中的应用。基于大型冷库的应用场景，综合考虑不同温区的负荷需求以及不同的气象条件，通过全年逐时能耗分析，获得了带喷射器跨临界CO2系统在特定运行条件下的性能表现和能耗特性。集成了特定优化设计喷射器的CO2跨临界系统，对低温冷库（-32 ℃）、中温冷库（-8 ℃）和高温冷库（0 ℃）的大型冷库，在所有4个城市中的系统COP均优于R507A系统，但要在寒冷气候区域才能对R717系统显示出性能优势，在低温、中温和高温冷库中系统COP最高值分别为2.45、4.86、5.98；考虑系统全年能耗，在北京CO2跨临界系统应用于低温、中温和高温冷库，相对于R507A系统分别可实现7.9%、10.1%和10.5%的节能效果，R717系统用于低温冷库的节能率略高于CO2系统；但对中高温冷库，CO2系统的优势更加明显；不同气候区域对CO2跨临界系统的能耗分布也有影响，CO2系统在寒冷气候区域的节能效率可达9.3%，优于R717系统；而在炎热气候区域，其节能效率降至2.8%，略低于R717，因此，合理选用温区和气候区域，CO2跨临界系统的整体运行效率和节能性能可优于R717系统。对比分析了带喷射器跨临界CO2系统的能耗分布规律，指出其在不同应用场景下的适用性，为该系统的推广应用提供了重要参考，对实现“双碳”目标具有重要意义。  
        关键词：CO2跨临界系统;喷射器;冷库;节能;碳减排   
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        更新时间：2025-04-15
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