何煜，曹祥，张春路*

（1-湖南金隼软件科技有限公司，湖南邵阳 422000；2-同济大学机械与能源工程学院，上海 201804）

0 引言

提高制冷热泵装置的能效对于我国实现“碳中和”的节能减排目标具有重大意义[1-3]。梯级吸排气制冷循环是一种通过改善冷凝器和蒸发器换热温差场均匀性，提高制冷热泵装置能效的新型复合制冷循环[4-5]。它的特征在于，循环内具有数个一定梯度的吸排气压力，通过对换热流体进行多级冷却或加热，实现制冷剂相变温度对热源温度的梯形逼近（图1）。目前，梯级吸排气技术已在热泵热水[6]，热泵烘干[7]以及新风热湿处理[8]等领域实现示范应用，节能效果显著。

图1 梯级吸排气压力循环原理

梯级吸排气制冷循环作为一种复合循环，其系统特性与简单循环相比既有相似性又有特殊性。相似性是因为其每个子循环都是简单循环，因此会在一定程度上继承简单循环的特性。但是，梯级吸排气循环的独特结构也决定了其特殊性，即各个子循环的两器通过换热流体串联而相互影响。本文将侧重于揭示过冷度对梯级吸排气循环特性的影响。

在蒸气压缩式制冷循环中，节流前制冷剂液体温度与其饱和温度的差值称为过冷度，它是制冷循环中一个重要的优化参数。如果仅从热力学循环角度，过冷度的增大有助于提高单位循环流量的制冷量，从而改善能效。因此有研究者通过设置辅助过冷器[9-10]或余冷回收[11-13]增加循环过冷度，显著提升了制冷效率。……