大温升蒸汽压缩式热泵系统优化研究进展 .pdfVIP

化工进展

ChemicalIndustryandEngineeringProgress2024年第43卷第3期

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ဉ综述与专论DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-0401

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大温升蒸汽压缩式热泵系统优化研究进展

1，21，221，21，2

吴锋明，李帅旗，何世辉，宋文吉，冯自平

中国科学技术大学能源科学与技术学院，安徽合肥230027；中国科学院广州能源研究所，广东广州510640）

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摘要：在“双碳”战略的背景下，大温升热泵技术不仅低碳节能，而且能够有效利用更低品位热能，向更高温领

域发展。本文概述了大温升蒸汽压缩式热泵系统（大温升系统）优化的研究进展，从制冷剂、组件、循环优化、

示范验证四个方面详细分析了大温升系统可行的优化手段。分析表明：当前大温升系统实践工程的常用制冷剂仍

以R134a、R245fa等高GWP制冷剂为主；而在大温升制冷剂筛选方面，自然纯制冷剂中二氧化碳（R744）适用

温度范围广泛，性能表现优异；水（R718）是大温升系统突破超高温（150℃）限制的潜力制冷剂之一；有机纯

制冷剂发展迅速，R1234ze(Z)、R1336mzz(Z)等具有极低的GWP与优异的热力学性质；制备R32基、HFOs基、

CO

基混合制冷剂低GWP的混合制冷剂是当前具有前景的思路；在组件优化方面，压缩机变频技术等成熟技术为

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大温升系统组件优化提供了现行方案；磁悬浮轴承技术工业产品走向成熟，可有效降低大温升系统摩擦损失；线

结构换热器技术等新兴技术为大温升系统提供了新的组件优化思路；在循环优化方面，补气/补液增焓与多级压

缩等成熟技术为大温升系统循环优化提供了现行方案；喷射技术与涡流管技术等研究成果对大温升系统具有优化

效果，但受到工程实践经验缺少、机理研究不明等方面限制；结合示范验证部分，补气增焓技术是目前适用范围

最宽泛、工业运用最成熟的大温升系统优化技术，一定条件下可提高大温升系统性能系数20%以上；串联多级

压缩技术与复叠式压缩技术是提高系统温升范围、保障低温供暖的有力手段。

关键词：热泵；大温升；蒸汽压缩；优化；系统工程

中图分类号：TH123；TQ025文献标志码：A文章编号：1000-6613（2024）03-1178-21

Researchprogressonoptimizationoflargetemperature-liftvapor

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2GuangzhouInstituteofEnergyConversion,ChineseAcademyofSciences,Guangzhou