本論文では、非共沸混合冷媒を用いた機械的過冷却型クロス臨界CO2ヒートポンプ暖房システムを提案し、システムの熱力学モデルを構築して、純物質を用いた機械的過冷却型クロス臨界CO2ヒートポンプシステムと比較した。結果は以下の通りである：環境温度が-12 ℃、ユーザーの給水・戻り水温度が65/40 ℃の条件下で、大温度スリップを持つ非共沸混合冷媒R1234ze(E)/R601(60/40)を使用した場合、システムのCOPは2.45に達し、純物質と比べて最大13.82%の向上が見られた。非共沸混合冷媒の使用により、システム排気圧を効果的に低減し、大きな過冷度を得ることができ、膨張の不可逆損失を減少させる。R290/R601(70/30)を使用した場合、最適排気圧は27.85%低減することが可能である。非共沸混合冷媒の使用は過冷却過程の温度マッチングを効果的に改善し、R1234ze(E)/R601(60/40)を使用した場合、システム効率は純物質より最大14.09%向上した。大きな温度スリップと合理的な温エンタルピー曲線の凹凸性は機械的過冷却型CO2ヒートポンプシステムにおける非共沸混合冷媒選択の二つの重要な原則であり、R1234ze(E)/R601(60/40)の使用を推奨する。

暖房;ヒートポンプ;機械的過冷;温度マッチング;非共沸混合冷媒;CO2