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CO2热泵热水器是利用CO2在超临界状态下的特殊物性来实现水加热的装置。与常规的热水器相比,CO2热泵热水器在加热热水的过程中具有环保、高效、安全等优点,并且能将水加热到90℃以上。在日本CO2热泵热水器已经作为商业产品在日常生活中发挥着很好的作用,但是目前在国内CO2热泵热水器的应用和性能优化还有待于深入研究。本文为了研究CO2热泵热水器的循环性能,为CO2热泵热水器的应用提供一定的理论和实验依据,具体的研究内容如下：1.建立了一套CO2热泵热水器的循环装置并对其循环参数进行了设计计算。2.通过改变循环流程中的蒸发温度、水的入口温度、冷却压力、水的体积流量等参数,考察其对系统循环的制热能效比(COP)、压缩机排气温度、水的出口温度和气体冷却器压降的影响,为系统的优化提供理论依据。研究发现：系统产生的热水温度可达到95℃,且最大的COP值可达到4.18。3.应用CFD软件建立了气体冷却器三维模型,并对ScCO2在气体冷却器中的传热特性进行了模拟计算,得到了在不同的冷却压力和热流密度下气体冷却器中ScCO2的温度图谱，以及在不同的冷却压力和热流密度下努赛尔数(Nu)和传热系数(h)沿着管长的变化情况,结果表明：当入口压力从7.5MPa增加到9.5MPa时,入口处的Nu从404增加到806,h7从2769增加到6149；当热流密度从10245w/m2增加到32835w/m2时,入口处的Nu从695增加到919,h从5244增加到6914。4.根据实验结果,在经典的Dittus—Boelter传热关联式的基础上通过修正得到了一个新的传热关联式,且实验结果与计算结果吻合较好。