建築空間の暖房に適用される基本的な超臨界CO₂空気熱源ヒートポンプシステム（Base）における大きな絞り損失および性能低下の問題を解決するために、コンプレッサー排気余熱駆動エジェクター過冷却超臨界CO₂空気熱源ヒートポンプシステム（ESH）を提案した。4種類の異なる作動流体を用いてESHシステムの熱力学性能を最適化・解析した。5つの異なる典型的な都市の住宅建築を適用シナリオとして選定し、暖房シーズン性能係数（HSPF）を分析した。結果は、ESHシステムのCOPは排気圧力に応じて増加後に減少し、最適排気圧力が存在することを示した。Baseシステムと比較して、R1234ze（Z）を使用したESHシステムの性能係数の向上が最も顕著であり、最大20.64％の向上が可能である。ESHシステムの排気圧力はBaseシステムと比較して最大9.20％低減でき、タービン効率は7.13％～18.61％向上できる。ESHシステムのHSPFはBaseより9.68％～14.21％高く、厳寒地での使用時に性能向上がより顕著である。

超臨界CO₂;エジェクター過冷却;排気余熱;空気源熱ポンプ;暖房シーズン性能係数