中文摘要：

在我国北方城镇地区,采暖能耗在建筑能耗中占比最大,使得每到秋冬季节北方地区就深陷＂霾伏＂。提高用能效率和利用可再生能源是节能减排的两条途径。以CO2为工质的热泵系统是一种以自然工质为制冷剂的节能设备。本课题组从理论和实验两个角度对综合利用太阳能、空气能和地热能的CO2热泵在制冷、采暖以及制取热水方面的性能进行了研究。结果显示在制冷以及采暖应用方面,虽然CO2热泵的制冷系数和制热系数难以与传统制冷剂竞争,但是CO2热泵系统可以在更低的温度下工作,此外,如果采取将采暖和提供热水结合起来的分段供热和梯级用能设计,可有效提高CO2热泵系统的用能效率;CO2热泵在制取热水方面具有独一无二的优势,既可获得较传统制冷剂更高的热泵系数,还可制取传统热泵热水器难以企及的高温热水,并且在更低的温度下也可以正常工作。本文对中深层干热型采暖技术进行了初步的数值模拟和理论分析,认为在注入、产出井保温设计良好,地上供热体系管理完善的情况下,该技术具有一定的经济性。为了解决跨临界CO2/R134a热泵系统气体冷却器的设计和开发,我们对含油和不含油的超临界压力CO2/R134a在被冷却条件下在管内的流动和换热情况进行了多年系统的研究,本文简单介绍了研究结果并给出了摩擦压降和换热计算准则关联式。