跨临界CO2热泵工作原理

CO 的临界压力2为 71 巴 （31 °C）。高于此压力，CO2跨临界。跨临界意味着液相和气相之间没有过渡相。使用跨临界热泵时，蒸发器中的热量吸收发生在 71 bar 临界压力下的区域。热量在高于 71 bar 的压力下释放到跨临界区域的气体冷却器中。因此，热量是通过一个温度范围散发的，而不是像 NH 等传统压缩系统那样在固定的冷凝温度下散发的。3.这就是为什么我们谈论冷却器而不是冷凝器;毕竟，制冷剂不会冷凝。参见下图中带有制冷剂 CO 的跨临界热泵循环的 TS 图2.在该工艺中，废水流（橙色）在蒸发器中从 28 °C 冷却到 23 °C，工艺用水（粉红色）在气体冷却器中从 20 °C 加热到 70 °C。 红线是恒定压力线。

上图中的蓝线代表热泵循环。此循环中的不同步骤如下：

1 - 2 压缩至跨临界压力
2 - 3 在工艺用水被加热
的跨临界区域进行气体冷却 3 - 4 膨胀至低压
4 - 5 蒸发作为废水流
的冷却 5 - 1 蒸发器过热

热泵的效率用 COP 表示。热泵的 COP 通常使用蒸发温度和冷凝温度来计算。然而，使用跨临界热泵时，没有冷凝温度，而是气体冷却器中的温度范围。因此，应使用该范围内的平均温度 （Tm） 来计算 COP。该温度由气体冷却器入口（点 2）和出口（点 3）的温度决定。

热水的入口温度必须足够低才能获得良好的 COP。如果气体冷却器中的 CO2 没有通过较低的热水入口温度进行足够冷却，则回路过程的功率会降低，而压缩机的功率几乎保持不变。在这些情况下，氨热泵的效率更高。热泵在 100 bar 或更高的高压下运行。

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