随着自然环境的日益恶劣,温室效应的加剧,自然工质CO2循环逐渐开始应用于各种环境中,CO2循环系统的节能与优化是如今亟待解决的一个重要问题。同时,在大自然中存在着大量的可被利用的低温水源,如生活废水、淡水湖、雨露水等,这些低温水源都具有容量大、容易被利用、容易获得等优点,这些水源直接排放会造成大量的热损失,为充分利用这部分低温水源的能量,将其作为本文CO2跨临界水-水热泵循环系统的低温热源。本文重点从理论和实验分析研究低温水源参数变化对CO2热泵系统性能的影响。(1)论文从能量、经济、环境三个方面通过实际考察举例研究了CO2低温水源热泵在本地区的可行性以及必要性,同时也证明了CO2热泵发展的必要性,为后面的理论分析和实验测试提供了一定的理论支持。(2)论文在理论上利用能量守恒定律研究了自然工质CO2跨临界循环热泵系统性能参数(COP)的热力学模型,采用控制变量法结合EES软件对系统各参数进行分析,得出各个影响参数(热水流量、低温水源流量、低温水源温度、蒸发温度等)与系统性能参数(COP)的关系,在实际过程中调节各个参数使之平衡,能使系统性能达到最优。(3)论文在实验中通过调节CO2充注量、低温水源的流量、低温水源温度以及蒸发温度等控制参数,得出不同参数对系统性能的影响,并且将低温水源参数实验与模拟进行对比,比较低温水源关联式的适用性,并且针对CO2水源和空气源热泵在各个季节的适用性给出了指导性建议。通过对低温水源参数进行优化,能很好的使CO2跨临界循环热泵系统效率最大化,为低温水源对CO2跨临界水-水热泵系统的影响提供了基础理论依据和相关的实验数据。