Эффективность охлаждения кондиционеров, работающих на углекислом газе, как правило, ниже, чем у систем, использующих обычные хладагенты, при одинаковых условиях эксплуатации, и она значительно ниже. Вопрос о том, может ли отопление быть действительно более эффективным, остается открытым. Я встречал это утверждение во многих источниках, но, кажется, консенсуса по этому вопросу нет, и я не видел действительно убедительного сравнения. Я не вижу, чтобы кто-либо использовал системы и компоненты, максимально приближенные к используемым для сравнения, для сравнения систем на углекислом газе и обычных хладагентов. Если просто сравнивать результаты эффективности разных исследовательских групп, не заботясь о том, действительно ли сопоставимы конкретные системы и компоненты, то результаты сравнения не будут иметь большого значения.
Эффективность обогрева ближе к эффективности обычных хладагентов, чем охлаждения, а низкотемпературные условия обеспечивают более высокую эффективность, чем обычные хладагенты, или позволяют достигать более высоких температур. Я считаю эти утверждения относительно более достоверными.
Преимущества углекислого газа в качестве рабочего тела для кондиционеров/тепловых насосов:
1. Благодаря высокому давлению и высокой плотности, система на основе углекислого газа может быть более компактной и легкой (подходит для использования в транспортных средствах) при тех же требованиях к холодо- и теплоотдаче.
2. Низкий коэффициент вязкости и малые потери на расход.
3. Хорошие теплопередающие характеристики.
4. При одинаковых условиях работы степень сжатия компрессора ниже, а КПД компрессора выше; это может дать преимущества при работе теплового насоса в условиях низких температур.
5. Высокая температура на выходе из компрессора (может превышать 100 градусов, что в большинстве случаев нежелательно) может использоваться для выполнения некоторых задач, недоступных при использовании обычных холодильных циклов. Это может включать более быстрое размораживание, будь то автомобильные окна или теплообменник. Преимущества также можно найти в тех областях применения, где требуются высокие температуры (водонагреватели).
6. В условиях крайне низких температур давление насыщения низкотемпературной стороны обычных хладагентов будет ниже атмосферного давления, поэтому воздух может поступать в систему, а углекислый газ — нет из-за высокого давления; это также может быть преимуществом в применении тепловых насосов.
7. Использование внутреннего теплообменника (ВТ) и эжектора (эжектора) для рекуперации работы расширения позволяет дополнительно повысить эффективность. ВТ может быть недорогим, но эжектор — дорогостоящим.
8. Сам по себе температурный перепад на стороне высокого давления транскритического цикла на основе диоксида углерода не является преимуществом, но для применений, требующих больших перепадов температуры (например, водонагревателей), если он совпадает с показателями обычных хладагентов, то потери эффективности, вызванные предотвращением температурного перепада, по своей сути незначительны, и в некоторых областях применения это может помочь тепловым насосам на основе диоксида углерода приблизиться к эффективности обычных хладагентов или даже превзойти её.
Дата публикации: 03.03.2023
