Um das Problem hoher Drosselverluste und Leistungsverlusten bei der Anwendung des Basis-Luftquellenwärmepumpensystems mit transkritischem CO₂ (Base) zur Gebäudeheizung zu lösen, wird ein vom Kompressorauslassabgas angetriebenes ejektorunterkühltes transkritisches CO₂-Luftquellenwärmepumpensystem (ESH) vorgeschlagen. Die thermodynamische Leistung des ESH-Systems wurde mit 4 verschiedenen Arbeitsmedien optimiert und analysiert. Als Anwendungsszenarien wurden Wohngebäude in 5 unterschiedlichen typischen Städten ausgewählt, wofür der Heizsaison-Leistungskoeffizient (HSPF) analysiert wurde. Die Ergebnisse zeigen, dass der COP des ESH-Systems zunächst mit dem Auspuffdruck steigt und dann abnimmt, wobei ein optimaler Auspuffdruck existiert. Im Vergleich zum Base-System zeigt das ESH-System mit dem Kältemittel R1234ze (Z) die signifikanteste Leistungssteigerung von bis zu 20,64 %. Der Auspuffdruck des ESH-Systems kann im Vergleich zum Base-System um bis zu 9,20 % gesenkt werden, und der Wirkungsgrad der Turbine kann um 7,13 % bis 18,61 % verbessert werden. Der HSPF des ESH-Systems ist um 9,68 % bis 14,21 % höher als der des Base-Systems, wobei die Leistungssteigerung in kalten Regionen deutlicher ausfällt.

Transkritisches CO₂;Ejektorunterkühlung;Auspuffwärme;Luftquellenwärmepumpe;Heizsaison-Leistungskoeffizient