CO2 作为制冷剂具有独特的优势，加上目前的国际大环境，使得许多研究所和相关厂商对其工质系统作出了大量的深入的研究工作。CO2 跨临界循环气体冷却器所具有的较高排气温度和较大的温度滑移可与冷却介质的温升过程相匹配，以及气体冷却器出口温度越低，系统性能越好等特性，非常适用于热水系统。CO2 热泵热水器替代传统的电热水器可以削减CO2 排放，据估算如果采用CO2 热泵热水器代电热水器，每年可减少CO2 排放量为几千万吨。
整个系统工作的原理是低温低压的CO2 工质经压缩机压缩变成高温高压的气体，然后进入气体冷却器与水进行换热，水吸收工质的热量变成热水提供给用户，高温高压CO2 工质被冷却之后进入回热器，与蒸发器出口的低温低压的CO2 换热，高温高压CO2 工质继续被降温，而低温低压的CO2 工质实现过热，降温后的高压CO2 工质经过电子膨胀阀节流降压变成低温低压的两相CO2 工质，进入蒸发器与空气进行换热，低温低压的两相CO2 工质吸热后变成气相，进入回热器与高温高压CO2 工质换热形成过热，进入压缩机进行压缩，形成一个循环。
CO2热泵的特点：
? 工作压力（一般在7.3-12.5MPa范围）；
? 对环境友好：对臭氧层、气候变暖无影响；
? 制热效率高：输入1度电=可获得4.5度电的加热量，且出水温度为60℃；
? 高温加热能力卓越：无论春、夏、秋、冬可生产90℃高温热水
? 低温性能优异： 可工作在-20℃-43℃的环境中；
? 制冷剂CO2获取方便，且价格便宜。
油田集输处理系统占油田生产运行能耗70%以上，其主要能耗为原油加热，利用该技术可大幅降低油田能耗。目前该技术计划在西北油田开展现场试验。（西北油田 赵德银）
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