工業廃熱の効率的な回収は、工業の「ダブルカーボン」目標の達成に不可欠です。本研究は、中・低温廃熱の利用率が低いこと、大きな温度上昇要求および時間的不一致といった課題に着目し、空気圧縮機ステーションからの連続廃熱を回収して工業の断続的な高温熱需要を満たすために、非アゼオトロピック作動流体および段階的相変化蓄熱に基づく超臨界高温ヒートポンプシステムの設計と性能研究を行いました。まず、単一目的最適化により、総合性能最適の非アゼオトロピック作動流体R290/cis-ブテン（0.5/0.5）を選定し、そのCOPは3.31、単位体積当たりの暖房量（VHC）は5,975.63 kJ/m³に達しました。次に、蓄熱器の構造パラメータを取得し、段階的相変化材料（PCM）の最適構成を高温パラフィンと低温パラフィンの体積比25∶35に決定しました。最後に、システム運転性能を研究し、その結果、段階的PCM構成（ケース1）はPCMの温度不均一性を低減し、放熱過程においてより高い平均出口温度を維持し、性能は最適で、平均COPは2.88、かつコンプレッサーの消費電力は最小でした。

超臨界;高温ヒートポンプ;非アゼオトロピック作動流体;段階的相変化蓄熱