Использование цикла парового сжатия для переохлаждения позволяет улучшить характеристики традиционной сверхкритической теплового насоса на CO2 для отопления зимой. В данной работе построена термодинамическая модель механического переохлаждения сверхкритического теплового насоса на CO2, проанализированы рабочие характеристики системы при отоплении. Результаты показывают, что у системы с механическим переохлаждением CO2 существует максимальное значение COP, соответствующее оптимальному давлению на выпуске и уровню переохлаждения; при стандартных условиях энергоэффективность выше на 15,9% по сравнению с обычной системой CO2. Эта система эффективно решает проблему быстрого снижения COP из-за слишком высокой температуры обратной воды в традиционных CO2 тепловых насосах: при повышении температуры обратной воды с 40 ℃ до 50 ℃ COP обычной системы снижается на 16,9%, тогда как в системе с механическим переохлаждением – только на 8,4%. Модификация позволяет значительно снизить давление и температуру на выпуске компрессора CO2, причем чем ниже температура подающей воды, тем заметнее снижение давления на выпуске. Выбор рабочего тела для механического переохлаждения влияет на общую производительность системы: из 11 выбранных рабочих тел наивысшую энергоэффективность демонстрирует R717, наименьшую – R1234yf. Улучшение характеристик особенно заметно при низких температурах окружающей среды, а использование компактного традиционного парокомпрессионного цикла обеспечивает значительное улучшение производительности CO2 теплового насоса с очевидными экономическими преимуществами.

тепловой насос;CO2;механическое переохлаждение;сверхкритический;отопление