空气源跨临界二氧化碳商用热泵是一种高效节能、经济环保、安全稳定、供暖及供热水联用、运行灵活的新型商用热泵系统。该系统是以天然工质CO2作为内部循环工质，通过CO2气、液及超临界的循环，将空气中的热量传给其他介质如水、空气，作为淋浴、工业和生活热水、中央空调热风等，是继锅炉、燃气热水器、电热水器、太阳能热水器及传统热泵之后的新一代制热设备。系统主要包括压缩机、气体冷却器、蒸发器、回热器、气液分离器、节流元件等设备。其最大的特点就是在超临界放热过程中，二氧化碳具有很大的温度滑移，能够实现和供暖水之间的良好温度匹配，正好满足热泵应用中对梯级放热的要求，可以产生90℃以上的热水，并且能够保持较高的系统能效比，这正是跨临界二氧化碳商用热泵用于供暖、供热水最先进的地方。

图1 空气源跨临界二氧化碳热泵原理图

图2空气源跨临界二氧化碳Th循环图

运用逆卡诺循环原理，CO2通过压缩机做功由气态转变为高温高压的超临界流体，在气体冷却器内与外循环工质如水进行热量交换，超临界CO2放热后变为近临界流体，外循环水吸收工质的热量逐步升温变成热水，CO2经膨胀阀节流后，变为低温低压的液态流体，通过蒸发器吸收环境空气中的热量，这一过程CO2吸热发生由液态到气态的相变，最终回到压缩机完成循环。空气源跨临界二氧化碳商用热泵系统可以直接提取环境空气中的热量，既能制热，又能制取热水，这是一种高效节能技术。实践证明，采用空气源跨临界二氧化碳商用热泵供热，真正实现了零污染、零排放，高效节能，投资费用与运行费用较传统热泵技术都大大降低。

产品先进性

空气源跨临界二氧化碳商用热泵采用了天然工质二氧化碳作为系统内部循环工质，进行供暖、制热水的联供应用，具有集热效率高、供热能效系数高、低温热源为空气、形式多样、布置灵活、一机多用、应用范围广、节能环保等优点。

1. 效率高

在整个供暖周期内，空气源跨临界二氧化碳商用热泵的平均COP值可以达到4.5，远大于普通热泵系统的COP值(3)。

2. 节能效果显著，运行成本低

由于空气源跨临界二氧化碳商用热泵有很高的COP值，因此，其具有良好的节能效果和较低的运行成本。

3. 应用范围广

传统热泵系统制取的热水温度一般不超过55℃，很难达到城市热网温度要求和其他需要高温热水的行业，而空气源跨临界二氧化碳商用热泵由于跨临界循环能制取90℃的高温热水，完全可以满足城市集中供热的二次管网对于供暖热水的供回水的温度(65℃/85℃)要求，也可以满足大部分需要高温热水的行业。

4. 低温热源随时随地可取

由于空气源跨临界二氧化碳商用热泵是以环境空气作为低温热源，从中提取热量，可随时随地的安装使用，无需打井或预埋管路，占地面积小，施工方便。适用-20℃-40℃的大范围环境空气温度变化。

5. 稳定性和可靠性高

空气源跨临界二氧化碳商用热泵具有极高的系统自动化程度，运行稳定性高，使用寿命可以达到15年以上，普通热泵空调机组的寿命一般在10年以内。

6. 噪音低

空气源跨临界二氧化碳商用热泵的工作噪声在60dB以下。

7. 环保性良好

空气源跨临界二氧化碳商用热泵采用自然工质CO2为系统内部循环工质，进行供暖、制热水的联供。CO2无毒、不可燃，不与金属、非金属材料发生化学反应，不腐蚀设备，而且在高温下也不会分解成有害气体，故具有较高的安全性。与普通热泵相比可以有效避免氟利昂等传统有机制冷剂对环境的破坏作用。

经济性

以1000m2的住房进行供暖的工程为例，供暖负荷为100W/m2。 制热需要的负荷为100KW。

名义工况技术参数：

项目	使用侧		热源侧		COP
	进水温度℃	出水温度℃	干球温度℃	湿球温度℃
制热	15	≤95	-12	-14	4.5
跨临界CO2商用热泵输出功率	50KW--100KW

图3 1000 m2建筑供暖/制冷投资、运行成本(万元)对比

空气源跨临界二氧化碳商用热泵	采暖期		普通热泵(氟利昂)	采暖期
建筑面积㎡	1000		建筑面积㎡	1000
电价（元/度）	0.5		电价（元/度）	0.5
额定制热量（KW）	100		额定制热量（KW）	100
机组效能比	4		机组效能比	2.5
系统耗电量（KW）	25		系统耗电量（KW）	40
热量价格（元/KWh）	0.125		热量价格（元/KWh）	0.2
时间（月）	5		时间（月）	5
季节过度系数	0.8		季节过度系数	0.8
提供负荷量（KWh）	288000		提供负荷量（KWh）	288000
耗电量（KWh）	72000		耗电量（KWh）	115200
运行电费（万元）	3.6		运行电费（万元）	5.76
运行总费用（万元）	3.6		运行总费用（万元）	5.76
运行单价(元/平米·期)	3.6		运行单价(元/平米·期)	5.76
全年运行费用（万元）	3.6		全年运行费用（万元）	5.76

空气源跨临界二氧化碳热泵与使用常规制冷剂的热泵相比：

■ 增加的投资成本≤10%，增加成本一年时间回收

■ 系统建筑制冷和供暖的运行费用下降20%以上

■ 对环境无污染

■ 适用环境温度跨度大

应用领域

◆ 供暖市场

◆ 粮食果蔬烟草干燥市场

◆ 食品加工市场

◆ 电镀行业

◆ 纽扣行业

◆ 纺织印染

◆ 化工行业

◆ 别墅地暖

◆ 宾馆酒店

◆ 余热回收

◆ 家庭采暖

◆ 恒温养殖

◆ 动物养殖

◆ 水产加工

◆ 木材加工

◆ 大棚采暖

◆ 学校医院等