CO₂

  • Carbon Dioxide (CO2)
  • Generelle egenskaber ved CO2

    Ud fra sine rent thermodynamiske egenskaber, er CO2 ikke særligt velegnet som kølemiddel. Men CO2 har flere unikke thermofysiske egenskaber: 

    • Rigtig god varmeoverførende koefficient
    • Relativt upåvirket af tryktab
    • Meget lav viskositet

    CO2-systemer har en meget høj ydelse på grund af:  

    • Bedre varmeudveksling
    • Meget lav pumpekraft, når CO2 anvendes som et sekundært kølemiddel
    • Muligheden for at operere med et meget lavt kondenseringstryk om vinteren i et koldt klima

    Effektiviteten af systemer med CO2 afhænger mere af applikationen og klimaet end ved andre kølemidler. For alle kølemidler er der et fald i systemets effektivitet med stigende kondenseringstemperaturer, og CO2 er blandt de kølemidler som har det kraftigste fald. De gode termofysiske egenskaber ved CO2 kan i nogen grad kompensere, men der er en grænse.

    CO2 har et højt energiindhold ved højere temperaturer, og når denne varme kan gendannes til at opvarme brugsvand eller lignende applikationer, giver det en meget høj effektivitet af det samlede system.

     

     

  • Miljømæssig effekt

    Fra et miljømæssigt synspunkt er COet meget attraktivt kølemiddel med nul ODP og et GWP på 1. Det er et naturligt forekommende stof og findes i rigelige mængder i atmosfæren.

     

  • Tryk og temperatur

    CO2 er et højtrykskølemiddel hvor høje driftstryk påkræves for en effektiv drift. Under stilstand, kan omgivelsestemperaturen nå og overstige den kritiske temperatur og trykket kan overstige det kritiske tryk. Derfor er systemer typisk designet til at modstå tryk på op til 90 bar, og nogle gange endda udstyret med et lille stilstands-kondenseringsaggregat til at holde lavt tryk.

    Samtidig har CO2 et lavt kompressions trykforhold (20 til 50% mindre end HFC’er og ammoniak), hvilket øger den volumetriske virkningsgrad. Med fordampningstemperaturer i området -55 ºC til 0 ºC, er den volumetriske ydelse for CO2 for eksempel fire til tolv gange bedre end for ammoniak. Dette giver mulighed for at anvende kompressorer med mindre slagvolumen.

    Triplepunktet og det kritiske punkt for CO2 er meget tæt på driftsområdet. Det kritiske punkt kan opnås under normal systemdrift. Under service af systemet, kan triplepunktet opnås, hvilket ses ved dannelsen af tøris, fremkommet ved at dele af systemet indeholdende væske udsættes for atmosfærisk tryk. Særlige foranstaltninger er nødvendige for at forhindre dannelsen af tøris under serviceudluftning.

     

  • Interaktion med andre materialer

    CO2 reagerer ikke med almindelige metaller eller med Teflon®, PEEK, eller neopren komponenter. Men det trænger ud i elastomer og kan medføre hævelse med materialer af butyl gummi (IIR), Nitrilgummi (NBR), og ethylen- propylen materialer (EPDM).

    Densiteten af flydende CO2 er ca. 1,5 gange større end for ammoniak, hvilket giver højere mængdefyldning i fordampere, såsom store varmevekslere i store industrielle systemer. Højere massefylde betyder højere oliecirkulation og fordrer igen effektive olieudskillere for industrielle systemer.

     

  • Omkostningseffektivitet

    CO2 er et biprodukt i en lang række industrier, så prisen på CO2 er lav. Men CO2-systemer har dog en tendens til at være dyrere end traditionelle systemer som følge af højere tryk (i transkritiske systemer) eller øget kompleksitet (i både transkritiske og subkritiske systemer). Kompleksiteten af systemer ser ud til at mindskes med indførelsen af boostersystemer på markedet, og eftersom antallet af CO2-installationer er steget, har det vist sig, at prisen nærmer sig prisen for referencesystemer som anvender HFC'er.

    Sekundære, store CO2-systemer, særligt indenfor industriel køling, kan være billigere at bygge end normale glykol anlæg, og således byde på både en lavere anskaffelsespris og levetidsomkostninger.

     

  • Anvendelse

    I modsætning til de fleste andre kølemidler, anvendes CO2 i praksis i tre forskellige kølecyklusser:

    • Subkritisk (kaskadesystemer)
    • Transkritisk (kun CO2-systemer)
    • Sekundær væske (CO2 anvendes som en brine)

    Den anvendte teknologi afhænger af applikationen og den påtænkte placering af systemet. Der er adskillige applikationer, hvor CO2 er attraktiv og allerede i vid udstrækning anvendes i dag: 

    • Industriel køling. CO2 bruges normalt i kombination med ammoniak, enten i kaskadesystemer eller som en brine
    • Food retail køling
    • Varmepumper
    • Transport køling
    Danfoss mener, at CO2 vil være det primære kølemiddel i multipak kommercielle kølesystemer. Den nye F-gas-forordning er et klart skub i denne retning.

     

Vær social Deltag aktivt

Vil du lære os at kende?

Lær os at kende, og deltag i samtalen