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二氧化碳空調(diào)制冷效率同樣工況下普遍比常用制冷劑系統(tǒng)低，一般認(rèn)為冷凝和蒸發(fā)溫度越低，二氧化碳循環(huán)的表現(xiàn)會(huì)相對(duì)變好。有一些文獻(xiàn)通過(guò)簡(jiǎn)單比較不同研究組結(jié)果表明二氧化碳循環(huán)可以取得與常用制冷劑相當(dāng)甚至更高的效率，這樣的比較常常是不公平的氯氣檢測(cè)儀，因?yàn)樵?strong>二氧化碳系統(tǒng)中可能使用了性能更優(yōu)越的換熱器和其他部件，希望能看到一篇資料能盡可能做到在相似條件下（成本，尺寸接近）比較二氧化碳和其他制冷劑表現(xiàn)。

二氧化碳作為空調(diào)/熱泵工質(zhì)的優(yōu)勢(shì)如下：

自然工質(zhì)，沒(méi)有任何環(huán)保相關(guān)的問(wèn)題。如果有一天二氧化碳制冷劑和系統(tǒng)普及并且可以做到與常規(guī)制冷劑相似的效率，那制冷領(lǐng)域由ozone depletion potential （ODP）和global warming potential（GWP）驅(qū)動(dòng)的與新制冷劑相關(guān)的研究將可能不復(fù)存在。這可能是一個(gè)研究領(lǐng)域的終點(diǎn)。便宜，對(duì)于大型制冷設(shè)備是利好。不可燃二氧化碳，無(wú)毒，適應(yīng)各種潤(rùn)滑油和機(jī)械設(shè)備材料。壓強(qiáng)高密度高，同樣的制冷制熱量要求，二氧化碳系統(tǒng)可以更緊湊更輕（適合車載）。粘滯系數(shù)低二氧化碳，流動(dòng)損失小。傳熱性能好。同樣工況下壓縮機(jī)壓縮比更低，壓縮機(jī)效率更高；這個(gè)可能在熱泵低溫工況下體現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)。相同的蒸發(fā)器溫度變化，相同過(guò)熱度（5度）情況下，二氧化碳蒸氣的密度下降要少于R134a，使得低溫工況下壓縮機(jī)制冷劑質(zhì)量流量衰減和制熱量衰減相對(duì)更少。

二氧化碳蒸氣與R134a在相同蒸發(fā)器溫度變化下的密度變化比較 （Wang et al., 2018）

8. 壓縮機(jī)出口的高溫（可大于100度，大部分情況下不是好事）可以用來(lái)做一些常規(guī)制冷劑循環(huán)做不到的事情。可能包括更快地除霜，不管是車玻璃還是換熱器。在需要高溫的應(yīng)用中，也可以體現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)（熱水器）。

9. 極低溫情況下，常用制冷劑低壓側(cè)飽和壓強(qiáng)會(huì)低于大氣壓，使得空氣可能進(jìn)入系統(tǒng)，而二氧化碳由于壓強(qiáng)高不會(huì).這也是熱泵或者低溫制冷應(yīng)用中一個(gè)小優(yōu)勢(shì)。

10. 使用內(nèi)部熱交換器（IHX）和噴射器（ejector）回收膨脹功，效率還可以進(jìn)一步提升。IHX可以不貴，ejector目前很貴。相對(duì)于常用制冷劑二氧化碳跨臨界循環(huán)巨大的膨脹功損失是效率低的一個(gè)主要原因。

11. 二氧化碳跨臨界循環(huán)的高壓側(cè)溫度滑移本身不是什么好事情，但是對(duì)于需要較大溫度變化的應(yīng)用來(lái)說(shuō)（比如熱水器和車用熱泵），如果正好可以match的話，和常規(guī)制冷劑比起來(lái)，本來(lái)由于不可避免的溫度滑移造成的效率損失相對(duì)變小了，特定應(yīng)用下的這記助攻也可以幫助二氧化碳熱泵效率接近甚至超過(guò)常規(guī)制冷劑。

目前傳出過(guò)要使用二氧化碳空調(diào)系統(tǒng)的車企有大眾和戴姆勒，主要是出于對(duì)新型制冷劑毒性和可燃性的擔(dān)憂，同時(shí)還有歐洲人民和政府愿意拿真金白銀支持環(huán)保的熱情。但是這些新聞聽(tīng)聽(tīng)也就罷了，這些老牌車企聰明得不得了，賺錢是墜吼的二氧化碳，真真假假搞不清楚，永遠(yuǎn)都是“明年就要推廣開來(lái)”。目前比較好的應(yīng)用方向還是在超市冷柜和熱水器柴油檢測(cè)儀，離二氧化碳車載空調(diào)/熱泵的廣泛應(yīng)用還很遙遠(yuǎn)。

參考資料：

Wang, D., Yu, B., Hu, J., Chen, L., Shi, J., & Chen, J. (2018). Heating performance characteristics of CO2 heat pump system for electrical vehicle in a cold climate.International Journal of Refrigeration,85, 27-41.

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