La eficiencia de refrigeración de los aires acondicionados de dióxido de carbono es generalmente menor que la de los sistemas de refrigeración convencionales en las mismas condiciones de funcionamiento, y mucho menor. Es dudoso que la calefacción pueda ser realmente más eficiente. He visto esta afirmación en muchos sitios, pero no creo que se haya llegado a un consenso, y no he visto una comparación realmente convincente. No veo a nadie que utilice sistemas y componentes lo más similares posible para comparar el CO2 con los refrigerantes de uso común. Si simplemente se comparan los resultados de eficiencia de diferentes grupos de investigación sin tener en cuenta si la selección de sistemas y componentes específicos es realmente comparable, entonces los resultados de la comparación no son muy significativos.
La calefacción se acerca más a la eficiencia de los refrigerantes comunes que la refrigeración, y las bajas temperaturas ofrecen un mejor rendimiento que estos, o incluso pueden proporcionar temperaturas más elevadas. Considero que estas afirmaciones son relativamente más fiables.
Ventajas del dióxido de carbono como fluido de trabajo para aires acondicionados/bombas de calor:
1. Gracias a su alta presión y alta densidad, el sistema de dióxido de carbono puede ser más compacto y ligero (apto para vehículos) con los mismos requisitos de capacidad de refrigeración y calefacción.
2. Bajo coeficiente de viscosidad y pequeña pérdida de flujo.
3. Buen rendimiento en la transferencia de calor.
4. En las mismas condiciones de funcionamiento, la relación de compresión del compresor es menor y la eficiencia del compresor es mayor; esto puede mostrar ventajas en las condiciones de funcionamiento a baja temperatura de la bomba de calor.
5. La alta temperatura a la salida del compresor (que puede superar los 100 grados, lo cual no es deseable en la mayoría de los casos) permite realizar funciones que no son posibles con los ciclos de refrigeración convencionales. Esto podría incluir una descongelación más rápida, ya sea de las ventanillas del coche o del intercambiador de calor. También se pueden encontrar ventajas en aplicaciones que requieren altas temperaturas (como los calentadores de agua).
6. En condiciones de temperatura extremadamente baja, la presión de saturación del lado de baja presión de los refrigerantes comunes será menor que la presión atmosférica, por lo que el aire puede entrar en el sistema, pero el dióxido de carbono no debido a la alta presión; esto también puede ser una ventaja en aplicaciones de bombas de calor.
7. Al utilizar un intercambiador de calor interno (IHX) y un eyector para recuperar el trabajo de expansión, se puede mejorar aún más la eficiencia. El IHX puede no ser costoso, pero el eyector sí lo es.
8. El deslizamiento de temperatura del lado de alta presión del ciclo transcrítico de dióxido de carbono no es algo bueno en sí mismo, pero para aplicaciones que requieren grandes cambios de temperatura (como calentadores de agua), si coincide, en comparación con los refrigerantes convencionales, es inherentemente imposible. La pérdida de eficiencia causada por el deslizamiento de temperatura evitado es relativamente pequeña, y esta ayuda en aplicaciones específicas también puede ayudar a que la eficiencia de las bombas de calor de dióxido de carbono se acerque o incluso supere la de los refrigerantes convencionales.
Fecha de publicación: 3 de marzo de 2023
