Главная | Обратная связь

Диоксид углерода R744 (СО2) как альтернативный хладагент и вторичный хладоноситель

Традиции применения СО2 в холодильной технике уходят далеко в 19-й век. Он не имеет озоноразрушающего потенциала, незначителен прямой потенциал воздействия на глобальное потепление (ПГП=1), он инертен, негорюч и нетоксичен. Однако следует учесть более низкое по сравнению с ГФУ предельно-допустимое содержание его в воздухе. Для замкнутых помещений это может потребовать применения специальных систем безопасности и слежения.

Кроме того, СО2 дешево стоит и нет необходимости в его восстановлении и утилизации. Он также обладает очень высокой удельной холодопроизводительнотью, примерно в 5-8 раз превышая в этом отношении R22 и NH3.

Важной причиной его первоначальной распространенности явилась, главным образом, его существенные свойства для безопасности. После введения положения «Безопасные хладагенты» СО2 стал менее популярен и после 50-х годов практически исчез с рынка.

Основными причинами этого являются относительно неблагоприятные для обычных применений в холодильных и кондиционирующих установках термодинамические характеристики. Давление нагнетания СО2 чрезвычайно высоко, а критическая температура в 31ºС (при 74 бар) слишком низка. В зависимости от температуры источника тепла на стороне высокого давления требуется работа в сверхкритическом режиме при давлениях выше 100 бар. Кроме того, энергетическая эффективность часто ниже по сравнению с классическим процессом сжатия паров, и поэтому, следовательно, выше косвенный потенциал воздействия на глобальное потепление.

Тем не мене, с экологической точки зрения, в установках с потенциально высокой интенсивностью утечек может возникнуть благоприятный баланс. Это имеет место, например, в случае кондиционирования воздуха на транспорте, благодаря отсутствию, по сравнению с прежними технологиями, связанных с экономичностью недостатков. Хотя в этой области проведены обширные исследования и разработки, общепринятые технические и экологические оценки в настоящее время отсутствуют.

Другими потенциальными применениями, в которых сверхкритические процессы могут быть даже полезны, являются например: тепловые насосы для горячей воды в коммунально-бытовом водоснабжении или в технологических процессах осушения. Температурное скольжение может быть выгодно использовано при обычно высоком температурном перепаде на стороне высокого давления. Тепловые насосы для коммунально-бытового водоснабжения уже пошли вы массовое производство и широко применяются.

С точки зрения энергетической эффективности и уровней давления значительно более выгодные применения можно найти в промышленных и в крупных коммерческих холодильных установках. В них СО2 может использоваться как в качестве вторичного хладоносителя среднетемпературной ветви нижнего каскада в каскадных установках, так и в качестве хладагента в низкотемпературной ветви нижнего каскада в сочетании со следующей бустерной подкачкой в каскадных установках. Рабочие условия всегда являются докритическими , что гарантирует хороший уровень эффективности. В наиболее предпочтительном диапазоне применения давления остаются на уровне, к которому уже существующие или находящиеся в разработке компоненты, например для R410А, могут быть адаптированы с приемлемыми затратами.