《带余热回收的CO2车用热泵系统试验研究》为作者：袁昊瑞最新的研究成果，本论文的主要观点为研制了一套具有串联式余热回收功能的CO2热泵系统，并在标准焓差台中试验研究了不同工况参数对系统低温制热性能的影响。结果表明双热源余热回收系统（空气热源和电机热源）的性能优于单空气热源系统，双热源模式可以优化系统参数，扩大热泵系统低温工作范围，有利于降低CO2系统极限低温工况下的设计要求。在环境温度为-20℃时系统切换到双热源模式后的制热量及性能系数（Coefficient of performance，COP）分别提高18。9%和5。9%。随着室外温度从-5℃降低到-20℃，开启双热源模式后制热量的增加率从4。3%增加到18。9%，COP的增加率从4。3%增加到5。9%。提出低于-5℃的环境温度是使用余热模式的最佳温度范围，为CO2车用热泵系统的实际应用提供指导。现欲投《制冷学报》，不知是否符合录用要求，望您批评与指正。

1系统描述

与常规制冷剂相比，CO₂临界温度仅有31℃，排气压力处于临界点之上，压缩机压比较小，效率因此较高；气冷器中无相变，制冷剂温度变化较大，节流过程中超临界流体被节流到两相区，循环的节流损失大于常规制冷剂的节流损失，这些是与常规蒸气压缩循环最显著的区别。另外，离开气冷器的高温制冷剂通过中间换热器与蒸发器出来的低温制冷剂换热，以在通过膨胀机构被节流到蒸发压力之前获得足够的过冷却效果，降低蒸发器入口制冷剂干度从而提升系统性能。

目前电动汽车余热回收形式主要有风冷和液冷，其中液冷已经得到一定程度的应用。Ahn et al.^[10]研制了如图1(a)所示的一种并联式双热源R134a热泵系统(空气源和冷却液源并联)。其中，室外蒸发器与环境空气换热，同时冷却液经过电池、电机后进入余热换热器进行换热，两换热器在系统中并联。试验结果表明在0℃的环境下，余热量为1.5kW时该系统相比于无余热情况的COP和制热量增加约5.6%和19.8%。图1(b)所示的系统为本文设计验证的空气源和冷却液源串联式的双热源系统。余热换热器的主体是由许多板式换热片的堆叠，冷却液和冷媒以对流的形式进入换热器并隔层间隔开。余热回收模块的功率大小会直接影响热泵系统的运行参数。