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CO2热泵发展 现状：因为其 节能环保，具 有较高的COP 等特点，为现 在节能科技较 为关注的领域， 热泵技术的采 用，是绿色能 源科技领域较 好的发展方向。

船舶机舱温度较高，不利于 轮机员长时间工作，机舱高 温空气中含有较高的余热， 将余热回收利用加热热水， 相比于其他传统加热方法， 节能且效率高。使用空气源 热泵实现余热利用、降低机 舱温度是本课题的研究项目， 符合节能减排的环保理念， 是绿色航运新的发展方向。
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二 氧 化 碳 热 力 学 分 析 以 及 控 制 系 统 的 研 究
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基础实验台搭建
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换热器实验
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2011
2012
2013
2014
2015
跨临界Co2热泵系统的计算模型
压缩机吸气状态点1的比熵值： S1 = f ( P1 , h1 ) 压缩机等熵压缩时的出口状态点2的比熵值： S2is=S1 压缩机出口状态点2的比焓值： h2 = ( h2is - h1 ) / ƞc + h1 压缩机等熵效率按如下经验式计算： Ƞ3 = 1.003 - 0.121 ( P2 / P1 ) 单位制热量： Qh = h2 - h3单位压缩机耗功： W = h2 - h1 制热系数： COPh = Qh / W 式中，P为压力，T为温度，x为干度；h为比焓，s为比熵； （下标is表示等熵过程）
理论计算与模型建
数据分析
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立
创新点
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实验室搭建
优点
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船舶热泵关键技术综述
空 气 源 热 泵 的 系 统 组 成
蒸发器
膨胀阀 储水箱
压缩机
水热换
热器
与传统的亚临界循 环 不 同 ， 由 于 CO2 的临界温（ 31.1 ℃ 导致其放热过程不 是在两相区冷凝， 而是在接近或超过 临界点的区域内放 热。此放热过程为 一变温过程，有较 大的温度滑移，这 种温度滑移正好与 所需的变温热源相 匹配，是一种特殊 的劳伦兹循环，当 它用于热泵循环时 有较高的放热系数 。
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实验室平台的搭建
EES热力学计算分析
专利和论文的撰写
成果展示
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关于热 泵的发 展近况
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压缩机
蒸发器
节流阀
气体冷却器
跨临界Co2热泵系统的计算模型
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气体冷却器出口状态点 3 的比焓值： h3 = f (P3 , T3 ) 节流过程等焓，可得节流后状态点 4的比焓值： h4=h3 压缩机吸气状态点1的压力： P1 = f ( T1 , x=1 ) 当蒸发器出口制冷剂无过热度时， 则状态点1的比焓值： h1=f(P1,T=T1) 当蒸发器出口制冷剂过热度为 Tsh 时，则状态点1的比焓值： h1=f ( P1 , T = T1 + Tsh )
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相结合
将空气源二氧化碳热泵应 用于船舶机舱
绿色 环保
节能 减排
CO2 工质
符合 国情 换热 效率 高
经济 性好
稳定 性好
创 新 点
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将空气源热泵应用于船舶机舱 能够降低机舱温度
利用船舶机舱余热加热热水
利用绿色二氧化碳作为热泵工质
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船用空气源二氧化碳热泵热水器申请发 明专利和实用新型专利。
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机舱 环境 模拟
蒸发 器的 选型
采用 双级 压缩
自动 控制 系统
系统 管路
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利用实
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选用微 通道式
验室封 闭的冷 库环境 模拟机 舱环境
蒸发器
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跨临界Co2热泵系统的计算模型 假设： 1. 忽 略 气 体 冷 却器、蒸发器 内部的管道压 降 2. 系 统 无 漏 热 损失 3. 节 流 过 程 为 等焓过程