第1页共4页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共4页二氧化碳制冷剂为汽车冬季供暖及其发展前景的分析郭磊(长安大学西安710054)摘要：随着对环境问题的关注,CO2以其优良的热物性,成为制冷剂中具有良好发展前景的天然工质。本文介绍CO2制冷剂组成的热泵系统,采用跨临界循环的方式为汽车冬季供暖,并分析了此种方式的优缺点以及改进方法。此外，还对汽车空调冬季供暖节能方法进行了可行性的探讨。关键词：CO2跨临界循环汽车空调热泵GuoLeiDiscussesaboutthecarbon-dioxiderefrigeranttoheatthemotorsinwinterandthedevelopmentofthissysteminfuture.AbstractWiththeattentionofenvironmentalproblem,thecarbon--dioxidehasgooddevelopingperspectivedependingontheexcellenceofphysicalnaturecomparedwithmanyotherrefrigerants.Thispaperintroducestheheatpumpsystemmadeupofcarbon-dioxiderefrigeranttoheatthemotorsinwinterbythewayofTrans-criticalcycleandanalyzethevirtueanddefectofthissystemandthemeasuresofimprovement.Inaddition,theauthordiscussesthefeasibilityofseveralsaving-energymeansonheatingmotorsinwinter.Keywordscarbon-dioxideTrans-criticalcycleautomotiveair-conditioningheatpump1前言自人们发明机器，利用设备间循环系统来制取冷量和热量以来，制冷剂一直伴随着循环系统的改进而发展。从使用历史来看[1]，人们最初采用的自然工质是水，氨等。由于科学技术的进步，研究出了氟利昂类等合成工质，这些工质很大程度地提高了循环性能无论是在制冷还是热泵循环方面都被认为是合格的工质，但同时也给环境造成了一定的影响。随着保护臭氧层的蒙特利尔议定书的生效，CFCs工质的替代问题显得更加紧迫。国内外诸多研究人员又把注意力集中到自然工质上来，但每一种工质都有其自身的优缺点。在这几种自然工质中，CO2发展潜力最大，也是最被研究人员看好的，在可燃性和毒性限制的场所，CO2具有无可比拟的优势。2CO2的物理性质CO2具有大家都熟悉的性质，是一种对环境无毒、无害的自然工质，其消耗臭氧潜能值ODP＝0，在CO2废气利用中，其温室效应潜能值GWP＝0，具有良好的安全性和稳定性，高温下不分解产生有害气体，单位容积制冷量高，运动粘度底，导热系数高等特点。3CO2作为制冷剂组成的热泵系统在汽车中的应用汽车空调在冬季供暖的问题一直是国内外诸多机构研究的重点。由于在冬季，室外气温低，乘客进出汽车时，室外冷空气涌入车体内，这样很难使汽车室内维持一个舒适的温度。传统的汽车冬季供暖，利用发动机余热进行供暖，但这种方法提供的热量是有限的，不能向车室内提供充足的热量来达到舒适的要求。随着汽车对室内舒适度要求的提高这一问题将更加突出，遂必须探索新的供暖方式。第2页共4页第1页共4页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共4页G.Lorentzen针对CO2临界温度低[2]，排气温度高的特点，提出跨临界循环理论，这个理论可望在汽车空调制冷﹑供热中发挥重要作用。但这种循环方式也有不足,它的主要缺点是运行压力高和循环效率较低[3]。理论分析和实验研究证实[3]，CO2跨临界循环的COP值要低于R22﹑R134a等传统工质的循环效率，针对这一缺点，提出了双级压缩理论和采用膨胀机回收一部分膨胀功的措施加以改善，并且效果良好。1996年8月，第一台公共汽车空调样机在车上通过现场实验且运行良好[4]。改进的CO2跨临界单级压缩热泵循环系统流程图如图1所示，T-S图如图2所示[1]。第3页共4页第2页共4页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共4页CO2跨临界循环气体冷却器所具有的较高的排气温度和较大的温度滑移与冷却介质的温升过程相匹配，使其在热泵循环方面具有独特的优势，从根本上解决了传统供热不足的缺点。通过调整循环排气压力，可使气体冷却器的排放过程较好地适应外部热源的温度和温升需要。用于热泵系统时，可使被加热流体的温度从15～20ºC上升到30～40ºC,甚至更高，因而可较好的满足车体内加热的要求[5]。目前，全球各大汽车生产厂和研发机构都在...
