L'efficienza di refrigerazione dei condizionatori d'aria a CO2 è generalmente inferiore a quella dei comuni sistemi a refrigerante nelle stesse condizioni operative, e la differenza è notevole. È dubbio che il riscaldamento possa essere davvero più efficiente. Ho letto questa affermazione in molti contesti, ma non credo che si sia raggiunto un consenso e non ho visto un confronto davvero convincente. Non vedo nessuno utilizzare sistemi e componenti il più possibile simili per confrontare la CO2 con i refrigeranti comunemente usati. Se si confrontano semplicemente i risultati di efficienza di diversi gruppi di ricerca senza preoccuparsi se la specifica selezione di sistemi e componenti sia effettivamente comparabile, i risultati del confronto non sono molto significativi.
Il riscaldamento è più simile all'efficienza dei refrigeranti comuni rispetto al raffreddamento, e le basse temperature offrono prestazioni migliori rispetto ai refrigeranti comuni, o possono fornire temperature più elevate. Ritengo che queste affermazioni siano relativamente più attendibili.
Vantaggi dell'anidride carbonica come fluido di lavoro per condizionatori d'aria/pompe di calore:
1. Grazie all'alta pressione e all'alta densità, il sistema ad anidride carbonica può essere più compatto e leggero (adatto ai veicoli) a parità di capacità di raffreddamento e riscaldamento.
2. Basso coefficiente di viscosità e ridotta perdita di flusso.
3. Buone prestazioni di trasferimento del calore.
4. Nelle stesse condizioni operative, il rapporto di compressione del compressore è inferiore e l'efficienza del compressore è maggiore; ciò può risultare vantaggioso nelle condizioni operative a bassa temperatura della pompa di calore.
5. L'alta temperatura all'uscita del compressore (che può superare i 100 gradi, il che non è un bene nella maggior parte dei casi) può essere sfruttata per svolgere alcune funzioni impossibili con i cicli di refrigerazione convenzionali. Ciò potrebbe includere uno sbrinamento più rapido, sia dei finestrini dell'auto che dello scambiatore di calore. I vantaggi si riscontrano anche in applicazioni in cui sono richieste temperature elevate (ad esempio, scaldabagni).
6. In condizioni di temperatura estremamente basse, la pressione di saturazione del lato a bassa pressione dei comuni refrigeranti sarà inferiore alla pressione atmosferica, pertanto l'aria può entrare nel sistema, ma l'anidride carbonica no a causa dell'alta pressione; questo rappresenta anche un possibile vantaggio nelle applicazioni con pompe di calore.
7. Utilizzando lo scambiatore di calore interno (IHX) e l'eiettore per recuperare il lavoro di espansione, l'efficienza può essere ulteriormente migliorata. L'IHX potrebbe non essere costoso, ma l'eiettore lo è.
8. La variazione di temperatura sul lato ad alta pressione del ciclo transcritico a CO2 non è di per sé un vantaggio, ma per le applicazioni che richiedono grandi variazioni di temperatura (come gli scaldabagni), se si verifica, rispetto ai refrigeranti convenzionali, è intrinsecamente impossibile. La perdita di efficienza causata dalla variazione di temperatura evitata è relativamente piccola e questo aiuto in applicazioni specifiche può anche aiutare l'efficienza delle pompe di calore a CO2 ad avvicinarsi o addirittura superare quella dei refrigeranti convenzionali.
Data di pubblicazione: 3 marzo 2023
