Wydajność chłodnicza klimatyzatorów z dwutlenkiem węgla jest generalnie niższa niż w przypadku powszechnie stosowanych systemów chłodniczych w tych samych warunkach pracy i jest znacznie niższa. Wątpliwe jest, czy ogrzewanie może być rzeczywiście bardziej wydajne. Widziałem to stwierdzenie w wielu miejscach, ale nie sądzę, aby osiągnięto konsensus i nie widziałem naprawdę przekonującego porównania. Nie widzę nikogo, kto używałby systemów i komponentów, które byłyby jak najbardziej zbliżone do siebie, aby porównać CO2 i powszechnie stosowane czynniki chłodnicze, jeśli po prostu porównasz wyniki wydajności różnych grup badawczych, nie przejmując się tym, czy konkretny system i dobór komponentów są rzeczywiście porównywalne, to wyniki porównania nie są zbyt miarodajne.
Ogrzewanie jest bliższe efektywności typowych czynników chłodniczych niż chłodzenie, a warunki niskich temperatur działają lepiej niż typowe czynniki chłodnicze lub mogą zapewnić wyższe temperatury niż typowe czynniki chłodnicze. Uważam, że te stwierdzenia są stosunkowo bardziej wiarygodne.
Zalety dwutlenku węgla jako czynnika roboczego w klimatyzatorach/pompach ciepła:
1. Dzięki wysokiemu ciśnieniu i gęstości układ wykorzystujący dwutlenek węgla może być bardziej kompaktowy i lżejszy (nadaje się do pojazdów), przy zachowaniu takich samych wymagań dotyczących wydajności chłodzenia i ogrzewania.
2. Niski współczynnik lepkości i mała strata przepływu.
3. Dobra wydajność wymiany ciepła.
4. Przy tych samych warunkach pracy współczynnik sprężania sprężarki jest niższy, a jej sprawność wyższa; może to być korzystne w warunkach pracy pompy ciepła w niskiej temperaturze.
5. Wysoka temperatura na wylocie sprężarki (może przekraczać 100 stopni, co w większości przypadków nie jest korzystne) może być wykorzystana do celów, których nie da się osiągnąć w konwencjonalnych obiegach chłodniczych. Może to obejmować szybsze odszranianie, niezależnie od tego, czy chodzi o szyby samochodowe, czy wymiennik ciepła. Korzyści można również znaleźć w zastosowaniach wymagających wysokich temperatur (podgrzewacze wody).
6. W warunkach ekstremalnie niskich temperatur ciśnienie nasycenia po stronie niskiego ciśnienia powszechnie stosowanych czynników chłodniczych będzie niższe od ciśnienia atmosferycznego, co oznacza, że do układu może przedostać się powietrze, ale dwutlenek węgla nie ze względu na wysokie ciśnienie; jest to również potencjalna zaleta w zastosowaniach pomp ciepła.
7. Wykorzystanie wewnętrznego wymiennika ciepła (IHX) i eżektora (eżektora) do odzyskiwania pracy rozprężania pozwala na dalszą poprawę wydajności. IHX może nie być drogi, ale eżektor jest drogi.
8. Poślizg temperaturowy po stronie wysokiego ciśnienia w transkrytycznym cyklu dwutlenku węgla sam w sobie nie jest czymś dobrym, ale w zastosowaniach wymagających dużych zmian temperatury (takich jak podgrzewacze wody), jeśli się zrówna, w porównaniu z konwencjonalnymi czynnikami chłodniczymi, jest to z natury niemożliwe. Strata wydajności spowodowana uniknięciem poślizgu temperaturowego jest stosunkowo niewielka, a w określonych zastosowaniach może to również sprawić, że wydajność pomp ciepła na dwutlenek węgla zbliży się do wydajności konwencjonalnych czynników chłodniczych lub nawet ją przewyższy.
Czas publikacji: 03-03-2023
