在制冷工况下,CO₂在压缩机内被压缩成高温高压的超临界流体,在气体冷却器中向外界散热,经节流阀节流降压成为低温低压流体,在蒸发器内吸热蒸发实现制冷,蒸发后的CO₂蒸汽被压缩机吸入完成循环。在制热工况下,通过四通阀改变制冷剂流向,使蒸发器和气体冷却器功能互换,实现制热。
当环境温度较低时,系统运行在亚临界状态,CO₂在冷凝器中冷凝成液体,经节流阀降压后在蒸发器内蒸发吸热,蒸发后的CO₂蒸汽被压缩机吸入,与传统制冷循环类似,但CO₂的工作压力和温度范围与传统制冷剂不同。
CO₂是天然制冷剂,ODP为0,GWP为1,对臭氧层无破坏,温室效应低,环保性好。化学性质稳定,无毒、不可燃、不爆炸,使用安全。CO₂的分子量小,制冷能力大,在相同冷负荷下,压缩机尺寸小、重量轻,系统紧凑。
应用案例
某办公楼改造项目:某办公楼总采暖面积8640㎡,原采暖热源为燃煤锅炉,改造时选用10台CO₂空气源热泵采暖机组替换,配套循环泵组、软水装置与定压装置。项目投资181万元,节能128tce,年碳减排量301吨,年节能经济效益约28万元。
某铁路段供暖项目:某铁路段选用CO₂热泵供暖机组替代传统制热设备,涉及5个站点约10,000㎡。CO₂空气源热泵供暖机组在零下15℃低温环境下可高效稳定运行,出水温度达65℃以上,室内实际温度平均值稳定在21-23℃。