姚良，李敏霞，马一太，刘雪涛，王启帆，王派

（天津大学中低温热能高效利用教育部重点实验室，天津300350）

全球大约有32%的能源消耗最终以水加热、空间加热和空间冷却的形式应用于建筑物中，在过去的10年，建筑能耗成为能源需求的最大领域之一[1]。在建筑供暖领域中，常见的供暖方式为燃煤供暖、空气源热泵、燃气锅炉供暖和直接电加热，其中空气源热泵系统的一次能源利用率最高[2]，采用空气源热泵系统供暖是一种清洁高效的供暖方式。现有的空气源热泵系统往往采用如R134a、R410A和R22等传统的制冷剂，而它们具有较高的全球变暖潜力值（GWP），会加剧温室效应，受《基加利修正案》限制，到2030年氢氯氟烃类制冷剂（HCFCs）将基本被淘汰，氢氟烃类制冷剂（HFCs）也将受到严格控制[3]，在此背景下，以CO2为代表的自然工质将会得到较快的发展，同时CO2跨临界空气源热泵系统也将具有较好的发展前景。

CO2跨临界热泵系统节流过程存在较大的不可逆损失，随着气体冷却器出口工质温度的升高，系统能效比（COP）降低，不可逆损失增加[4]。在系统优化方面，Cao等[5]提出在CO2跨临界热泵系统气体冷却器出口处添加机械过冷辅助循环的方案，并且该机械过冷辅助循环同样采用CO2作为工质，研究结果表明：与常规CO2跨临界热泵系统相比，CO2/CO2机械过冷式热泵系统COP最大可提升15.3%，并且最优排气压力可降低39%。Hwang等[6]提出了一种带中间闪蒸冷却器的CO2跨临界双级压缩热泵系统，该系统的中间闪发冷却器可继续降低CO2气体冷却器出口工质温度，研究结果表明：在蒸发温度为-23.3～7.2℃时，该系统的COP比常规CO2跨临界热泵系统提升30%～40%，并且可以适用于更低的蒸发温度。……