直热式空气源CO2热泵热水器系统运行特性试验研究

张 超，赵晓丹，赵泽华

（1.中原工学院，郑州 450007；2郑州经贸学院，郑州 450007）

0 引言

CO2作为一种环保型天然制冷剂，因其良好的热力性能以及跨临界循环冷却过程中较大的温度滑移，能获得较高温度的即入即得式热水，在热泵热水器领域中的应用越来越受到人们的关注。

国内外学者对CO2蒸汽压缩式热泵系统进行了系列深入的研究。刘雄等［1］针对一种CO2双级压缩制冷热泵系统，研究了排气压力对热泵系统COPh的影响；马一太［2］研究了一种CO2跨临界带膨胀机系统和一种CO2跨临界循环带喷射器系统的系统特性；陆军亮［3］利用试验研究的方法研究了电子膨胀阀开度对CO2热泵系统性能的影响；张振迎［4］对带中间冷却器的双级压缩制冷循环和带闪发分离器的双级压缩制冷循环进行了热力学分析；NAWAZ等［5］针对一种CO2热泵热水器进行了性能分析；TASLIMI TALEGHANI等［6］对带喷射器的跨临界CO2热泵循环进行了数值分析；SAIKAWA 等［7］针对一种单级 CO2热泵热水器系统的COPh进行了理论计算；HU等［8］提出了控制CO2热泵压缩机功耗最小值的优化方案。

文献检索结果表明，虽然针对CO2热泵系统的研究较多，但国内专门针对CO2热泵热水器系统的研究还较少，针对低环境温度下CO2热泵热水器系统运行特性的研究更少。本文针对我国北方地区，提出一种直热式空气源CO2双级压缩热泵热水器系统，用试验研究的方法研究其在不同环境温度下的系统运行特性，为低环境温度下CO2热泵热水器样机的研发提供数据支持。

1 试验系统

本文根据我国北方地区的气象条件，结合GB/T 23137—2008的相关规定，确定试验系统设计工况如下：蒸发温度为-40 ℃，低压压缩机吸气口制冷剂过热度为10 ℃；……