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四种跨临界CO_2压缩式热泵系统的热力性能研究
热泵系统在能源领域中是一项重要的技术，其通过压缩、膨胀工况，达到将低品质热源转化为高品质热源或制冷的目的。其中，CO₂压缩式热泵系统是一种新型的技术，其能够同时满足环保、经济、高效的要求，因此备受研究者青睐。本文将介绍四种跨临界CO₂压缩式热泵系统的热力性能研究及其在实际应用中的局限性和发展方向。
首先，介绍基于R744的废水源热泵系统。废水源热泵系统采用空气源和水源两种方式进行热交换，其中对于废水源热泵系统而言，系统可以采用第一类空气源-废水换热器和内部同流器，也可以采用第一类水源-空气换热器和内部同流器。研究表明，在水源侧进行热交换时，可以明显提高系统的热水产能和热水温度，但同时也会增加系统的能耗。
其次，介绍基于CO₂的地源热泵系统。地源热泵系统是一种基于地温资源进行热交换的技术。CO₂压缩式地源热泵系统利用PVT地暖系统和PVT冷却系统进行地温交换，从而获得高品质的热量或冷量，用于供暖/制冷及热水生产等。研究表明，当地温高时，系统的制热效果会更加优秀；而当地温低时，系统的制冷效能则更为出色。
第三，介绍基于CO₂的空气源热泵系统。空气源热泵是一种利用环境中空气进行热交换的技术。CO₂压缩式空气源热泵系统主要采用纵/横流蒸发器、同流器和压缩机三部分组成。研究表明，在不同的工况环境下，系统的COP值存在明显的变化。同时，系统的制冷效果也比较显著，但由于空气源温度波动较大，系统的稳定性等问题仍需进一步解决。
最后，介绍基于CO₂的水源热泵系统。水源热泵是一种利用水体进行热交换的技术。CO₂压缩式水源热泵系统主要采用反流式蒸发器、同流器和压缩机组充当主要部件。研究表明，该系统的热交换效率和稳定性较好，但采用橡胶密封材料以应对水中的水垢等，可能会对系统的性能有所影响。
综上所述，CO₂压缩式热泵系统作为一种新型技术，具有环保、经济、高效等优点，在未来的发展也有很大的发展潜力。但另一方面，系统在实际应用中也存在一些局限性，例如，在极端天气等情况下，系统的性能可能会受到影响。因此，未来的研究工作需要进一步加强系统的稳定性优化及在不同应用场景下的优化。