曹祥 张春路

(1 同济大学机械工程博士后流动站 上海 201804；2 同济大学机械与能源工程学院制冷与低温工程研究所 上海 201804)

蒸气压缩式制冷/热泵装置被广泛应用于生产生活的各个领域，其能耗问题愈发受到关注，我国对进一步提升制冷/热泵装置能效已制定了明确的规划[1]。减少热力过程中的不可逆损失是提升能效的关键，蒸气压缩制冷/热泵循环中不可逆损失主要存在于非等熵压缩、节流以及蒸发器与冷凝器的温差传热过程中[2]。

一方面，现有多种技术方案可减少压缩和节流过程不可逆损失，例如使用膨胀机[3]和喷射器[4]替代传统的节流部件；也可以通过循环改进，使用中间补气[5]、强化过冷[6]等措施，提高循环能效。

另一方面，降低蒸发器与冷凝器传热过程的不可逆损失主要通过提升传热能力和改善温差场两种方法实现。通过增加换热面积和强化传热[7－8]等措施可改善蒸发器与冷凝器传热能力，从而在整体上缩小传热温差。但传热损失不仅与传热温差有关，还与温差分布的均匀性相关。理论上来说换热器的传热温差场越均匀，传热效率越高[9]。目前，蒸气压缩式制冷/热泵装置大多工作在变温热源条件下，即被冷却或加热的换热流体(例如空气和水)温度将随传热过程变化。在变温热源条件下，最高效的循环是洛伦兹循环[10]。对于实际的蒸气压缩制冷/热泵循环，理论上使用具有温度滑移特性的非共沸工质有助于改善蒸发器与冷凝器温差场均匀性、提升能效[11]。……