El uso del ciclo de compresión de vapor para el sobreenfriamiento puede mejorar el rendimiento del sistema tradicional de bomba de calor CO2 transcrítica para calefacción en invierno. Este artículo construye un modelo térmico del sistema de bomba de calor CO2 transcrítica con sobreenfriamiento mecánico, y analiza las características operativas del sistema en condiciones de calefacción. Los resultados muestran que el sistema de bomba de calor CO2 con sobreenfriamiento mecánico tiene un COP máximo, correspondiente a la presión de descarga y al sobreenfriamiento óptimos; bajo condiciones estándar, la eficiencia energética es un 15.9% mayor que la del sistema CO2 convencional. Este sistema puede resolver eficazmente el problema de la rápida disminución del COP causado por la alta temperatura del agua de retorno en las bombas de calor CO2 convencionales: cuando la temperatura de retorno sube de 40 ℃ a 50 ℃, el COP del sistema convencional disminuye un 16.9%, mientras que el COP del sistema con sobreenfriamiento mecánico solo baja un 8.4%. La mejora reduce eficazmente la presión y la temperatura de descarga del compresor de CO2, y cuanto más baja es la temperatura del agua suministrada, más notable es la reducción de la presión de descarga. La selección del refrigerante para el ciclo de sobreenfriamiento mecánico afecta el rendimiento general del sistema; entre los 11 refrigerantes seleccionados, el R717 tiene la mayor eficiencia y el R1234yf la menor. La mejora del rendimiento es más evidente en condiciones de bajas temperaturas ambientales, y la configuración de un pequeño ciclo convencional de compresión de vapor puede lograr una mejora significativa en el rendimiento de la bomba de calor CO2, con una ventaja económica clara.

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