Dioxid de carbon (CO2)

Din punct de vedere al mediului, CO₂ este un agent frigorific foarte atractiv, cu zero ODP și un GWP de 1. Este o substanță naturală și abundentă în atmosferă.

CO₂ este un agent frigorific cu o presiune de funcționare ridicată, iar presiunile mari de operare sunt necesare pentru o funcționare eficientă. În timpul repausului, temperatura ambientală poate atinge și depăși temperatura critică, iar presiunea poate depăși presiunea critică. Prin urmare, sistemele sunt de obicei proiectate pentru a rezista la presiuni de până la 90 de bari sau uneori chiar echipate cu o unitate mică de condensare pentru a menține presiunile scăzute.

În același timp, CO₂ are un raport de presiune de compresie scăzut (cu 20 până la 50% mai puțin decât HFC-urile și amoniacul), ceea ce îmbunătățește eficiența volumetrică. Cu temperaturi de evaporare în intervalul de la -55 °C la 0 °C, performanța volumetrică a CO₂ este, de exemplu, de patru până la douăsprezece ori mai bună decât cea a amoniacului, ceea ce permite utilizarea compresoarelor cu volume mai mici.

Punctul triplu și punctul critic al CO₂ sunt foarte aproape de domeniul de lucru. Punctul critic poate fi atins în timpul funcționării normale a sistemului. În timpul funcționării sistemului, punctul triplu poate fi atins, așa cum este indicat de formarea de gheață carbonică atunci când părți ale sistemelor care conțin lichide sunt expuse la presiunea atmosferică. Sunt necesare proceduri speciale pentru a preveni formarea gheții carbonizate în timpul ventilației de serviciu.

CO₂ nu reacționează cu metalele comune sau cu componentele Teflon®, PEEK sau neopren. Cu toate acestea, difuzează în elastomeri și poate provoca umflarea în cauciucul butilic (IIR), cauciucul nitrilic (NBR) și materiale cu etilenă-propilenă (EPDM).

Densitatea CO₂ lichid este de aproximativ 1,5 ori mai mare decât cea a amoniacului, rezultând o sarcină de masă mai mare în evaporatoare, cum ar fi răcitoarele cu plăci mari din sistemele industriale mari. Densitatea mai mare înseamnă și o circulație mai mare a uleiului, care, la rândul său, necesită separatoare de ulei eficiente pentru sistemele industriale.

CO₂ este un produs secundar într-o serie de industrii, deci prețul CO₂ este scăzut. Cu toate acestea, sistemele cu CO₂ tind să fie mai scumpe decât sistemele tradiționale din cauza presiunilor mai mari (în sistemele transcritice) sau a complexității crescute (atât în sistemele transcritice, cât și în cele subcritice). Complexitatea sistemelor pare să scadă odată cu intrarea sistemelor Booster și pe măsură ce numărul instalațiilor de CO₂ a crescut, istoria a arătat apropierea costulurilor de cele ale sistemelor de referință care utilizează HFC.

Sistemele secundare mari cu CO₂, în special în refrigerarea industrială, pot fi mai puțin costisitoare de construit decât omologii lor cu glicol și, astfel, oferind costuri inițiale și pe ciclul de viață mai mici.

Spre deosebire de majoritatea altor agenți frigorifici, CO2 este utilizat în practică în trei cicluri de refrigerare diferite:

• Subcritice (sisteme în cascadă)
• Transcritice (sisteme doar cu CO₂)
• Fluid secundar (CO₂ folosit ca saramură volatilă)

Tehnologia utilizată depinde de aplicație și de locația prevăzută a sistemului. Există mai multe aplicații în care CO₂ este atractiv și deja utilizat pe scară largă astăzi:

• Refrigerare industrială: CO₂ este utilizat în general în combinație cu amoniacul, fie în sisteme în cascadă, fie ca saramură volatilă
• Refrigerare alimentară/cu amănuntul
• Pompe de căldură
  Transport frigorific

Danfoss consideră că CO₂ va fi principalul agent frigorific în sistemele comerciale de refrigerare multipack. Reglarea gazelor fluorate este un impuls clar în această direcție.

Sistemele de CO₂ pot fi, de asemenea, extinse pentru a acoperi recuperarea căldurii. În multe cazuri, investiția suplimentară pentru obținerea căldurii reziduale este neglijabilă și mai multe cazuri au demonstrat acest lucru.