Pour résoudre le problème de faible efficacité du chauffage des systèmes CO2 conventionnels, cet article établit des modèles thermodynamiques pour les systèmes CO2 conventionnel, le système de surchauffe par injection de R410A, le système en cascade, le système de surrefroidissement indirect CO2 et le système de surrefroidissement direct CO2, et optimise et analyse les performances des systèmes utilisant différentes extrémités de chauffage. Les résultats montrent que lorsque la température d'eau chaude/retour est de 65 ℃/40 ℃ (avec radiateurs comme extrémité de chauffage) et que la température ambiante varie de -20 à 20 ℃, le COP du système de surrefroidissement direct est supérieur de 3,8 % à 20,9 % à celui du système CO2 conventionnel. Le cycle CO2 domine dans le système de surrefroidissement direct, tandis que le système indirect prédomine dans la production d'eau chaude pour la plupart des conditions de fonctionnement. Une augmentation significative de l’efficacité du système peut être obtenue en équipant le système de surrefroidissement direct d’un petit dispositif de cycle frigorifique de compression de vapeur. Pour différents systèmes de pompe à chaleur CO2, lorsque la température ambiante est supérieure à -15 ℃, l’efficacité du système de surrefroidissement direct est supérieure à celle des autres systèmes, avec une amélioration de 19,3 % à 28,2 % par rapport au système CO2 conventionnel ; lorsque la température ambiante est inférieure à -15 ℃, le système en cascade CO2/R1234yf présente la meilleure efficacité.

pompe à chaleur air; CO2; cascade; système de surrefroidissement indirect; système de surrefroidissement direct; injection d’enthalpie