Kuldioxid (CO₂)

Fra et miljømæssigt perspektiv er CO₂ et meget attraktivt kølemiddel med et ODP-niveau på nul og et GWP-niveau på 1. Det er et naturligt forekommende stof, og der er rigeligt af det i atmosfæren.

CO₂ er et højtrykskølemiddel, hvorfor høje driftstryk er nødvendige for en effektiv drift. Under stilstand kan omgivelsestemperaturen nå og overskride den kritiske temperatur, og trykket kan overskride det kritiske tryk. Derfor er anlæg typisk udviklet til at modstå tryk op til 90 bar, eller de er nogle gange udstyret med et lille stilstandskondenseringsaggregat for at holde trykkene lave.

Samtidig har CO₂ et lavt kompressionstrykforhold (20 til 50 % lavere end HFC'er og ammoniak), hvilket forbedrer den volumetriske effektivitet. Med en fordampningstemperatur på mellem -55 ºC og 0 ºC er den volumetriske ydelse for CO₂ eksempelvis fire til tolv gange bedre end for ammoniak, hvilket giver mulighed for at bruge kompressorer med mindre slagvolumen.

Tripelpunktet og det kritiske punkt for CO₂ ligger meget tæt på driftsområdet. Det kritiske punkt kan nås under normal drift af anlægget. I forbindelse med service af anlægget kan tripelpunktet nås, hvilket indikeres af dannelsen af tøris, når de væskebærende dele i anlæggene udsættes for atmosfærisk tryk. Det er nødvendigt med særlige procedurer for at forhindre dannelsen af tøris under udluftning i forbindelse med service.

CO₂ reagerer ikke med almindelige metaller eller med Teflon®, PEEK eller komponenter i neopren. Det spredes imidlertid til elastomerer og kan føre til, at materialer i butylgummi (IIR), nitrilgummi (NBR) og ætylen-propylen (EPDM) svulmer op.

Flydende CO₂'s massefylde er ca. 1,5 gang ammoniaks, hvilket medfører højere mængdefyldning i fordampere, såsom store plade-chillere i store industrielle anlæg. Højere massefylde betyder også højere oliecirkulation, hvilket til gengæld kræver effektive olieudskillere til industrielle anlæg.

CO₂ er et biprodukt i en række brancher, så prisen på CO₂ er lav. Men CO₂-systemer er ofte dyrere end traditionelle anlæg pga. højere tryk (i transkritiske anlæg) eller større kompleksitet (i både transkritiske og subkritiske anlæg). Anlæggenes kompleksitet ser ud til at aftage med indførelsen af boostersystemer, og idet antallet af CO₂-installationer er steget, har historien vist, at prisen nærmer sig prisen for referencesystemer, der anvender HFC'er.

Sekundære, store CO₂-systemer, særligt inden for industrikøling, kan være mindre dyre at bygge end deres modstykker med glykol, og resultatet er således en både lavere anskaffelsespris og levetidsomkostninger.

I modsætning til andre kølemidler anvendes CO₂ i praksis i tre forskellige kølekredsløb:

• Subkritiske (kaskadesystemer) 
• Transkritiske (systemer kun med CO₂)
• Sekundær væske (CO₂ bruges som flygtig brine) 

Den anvendte teknologi afhænger af applikationen og den tiltænkte placering af systemet. Der er adskillige applikationer, hvor CO₂ er attraktivt og allerede anvendes i dag: 

• Industrikøling. CO₂ bruges generelt i kombination med ammoniak i enten kaskadesystemer eller som flygtig brine 
• Køling i food retail
• Varmepumper
• Transportkøling

Danfoss mener, at CO₂ vil blive det primære kølemiddel i multipakanlæg til kommerciel køling. F-gas-forordningen er et tydeligt skub i denne retning. 

CO₂-systemer kan også udvides, så de omfatter varmegenvinding. I mange tilfælde er den ekstra investering til genvinding af affaldsvarmen ubetydelig, hvilket flere tilfælde har bevist.

Læs alt om CO₂-applikationer på vores dedikerede websted til food retail og industriel køling

CO₂-applikationer i food retail

CO₂-applikationer i industrikøling

Læs, hvordan Danfoss kan hjælpe dig med at spare energi og beskytte miljøet med vores CO₂-løsninger

Spar energi, og beskyt miljøet med vores CO2-løsninger