مقایسه و مزایای دی اکسید کربن و مبردهای معمولی

راندمان تبرید کولرهای گازی دی اکسید کربن عموماً کمتر از سیستم‌های مبرد رایج در شرایط کاری یکسان است و بسیار کمتر است. اینکه آیا گرمایش واقعاً می‌تواند کارآمدتر باشد، جای تردید دارد. من این گفته را در بسیاری از جاها دیده‌ام، اما فکر نمی‌کنم به اجماعی رسیده باشند و مقایسه واقعاً قانع‌کننده‌ای ندیده‌ام. من کسی را نمی‌بینم که از سیستم‌ها و اجزایی استفاده کند که تا حد امکان به مقایسه CO2 و مبردهای رایج نزدیک باشند، اگر صرفاً نتایج راندمان گروه‌های تحقیقاتی مختلف را بدون توجه به اینکه آیا سیستم خاص و انتخاب اجزا واقعاً قابل مقایسه هستند یا خیر، مقایسه کنید، نتایج مقایسه خیلی معنادار نخواهند بود.

گرمایش به راندمان مبردهای رایج نزدیک‌تر از سرمایش است و شرایط دمای پایین عملکرد بهتری نسبت به مبردهای رایج دارد، یا می‌تواند دماهای بالاتری نسبت به مبردهای رایج ارائه دهد. من فکر می‌کنم این گفته‌ها نسبتاً قابل اعتمادتر هستند.

مزایای دی اکسید کربن به عنوان سیال عامل تهویه مطبوع/پمپ حرارتی:

۱. با فشار و چگالی بالا، سیستم دی اکسید کربن می‌تواند فشرده‌تر و سبک‌تر (مناسب برای وسایل نقلیه) با همان ظرفیت سرمایش و گرمایش مورد نیاز باشد.

2. ضریب ویسکوزیته پایین و افت جریان کم.

3. عملکرد انتقال حرارت خوب.

۴. تحت شرایط کاری یکسان، نسبت تراکم کمپرسور کمتر و راندمان کمپرسور بالاتر است؛ این موضوع می‌تواند مزایایی را در شرایط کاری دمای پایین پمپ حرارتی نشان دهد.

۵. دمای بالای خروجی کمپرسور (که می‌تواند بیش از ۱۰۰ درجه باشد، که در بیشتر موارد چیز خوبی نیست) می‌تواند برای انجام برخی کارها که با چرخه‌های مبرد معمولی قابل انجام نیستند، مورد استفاده قرار گیرد. این ممکن است شامل یخ‌زدایی سریع‌تر باشد، چه شیشه‌های خودرو و چه مبدل حرارتی. مزایای آن را می‌توان در کاربردهایی که به دمای بالا نیاز است (آبگرمکن‌ها) نیز یافت.

۶. در شرایط دمای بسیار پایین، فشار اشباع سمت کم فشار مبردهای رایج کمتر از فشار اتمسفر خواهد بود، به طوری که هوا می‌تواند وارد سیستم شود، اما دی اکسید کربن به دلیل فشار بالا وارد نمی‌شود؛ این همچنین یک مزیت احتمالی در کاربردهای پمپ حرارتی است.

۷. با استفاده از مبدل حرارتی داخلی (IHX) و اجکتور (بیرون ریز) برای بازیابی کار انبساط، می‌توان راندمان را بیشتر بهبود بخشید. IHX ممکن است گران نباشد، اما اجکتور گران است.

۸. لغزش دمایی سمت فشار بالای چرخه‌ی انتقال بحرانی دی‌اکسید کربن به خودی خود چیز خوبی نیست، اما برای کاربردهایی که نیاز به تغییرات دمایی زیاد دارند (مانند آبگرمکن‌ها)، اگر در مقایسه با مبردهای معمولی با آن مطابقت داشته باشد، ذاتاً غیرممکن است. افت راندمان ناشی از لغزش دمایی اجتناب‌شده نسبتاً کم است و این کمک در کاربردهای خاص می‌تواند به راندمان پمپ‌های حرارتی دی‌اکسید کربن نیز کمک کند تا به مبردهای معمولی نزدیک شود یا حتی از آنها فراتر رود.