A eficiência de refrigeração dos condicionadores de ar a dióxido de carbono é geralmente inferior à dos sistemas de refrigeração comuns nas mesmas condições de funcionamento, sendo, inclusive, muito inferior. A possibilidade de o aquecimento ser realmente mais eficiente é questionável. Já vi essa afirmação em diversos lugares, mas não creio que tenha havido consenso, nem uma comparação realmente convincente. Não vejo ninguém utilizando sistemas e componentes o mais semelhantes possível para comparar o CO2 com os refrigerantes comuns. Se compararmos simplesmente os resultados de eficiência de diferentes grupos de pesquisa sem nos preocuparmos se a seleção específica de sistemas e componentes é realmente comparável, os resultados da comparação não serão muito significativos.
O aquecimento apresenta uma eficiência mais próxima à dos refrigerantes comuns do que o resfriamento, e as condições de baixa temperatura têm um desempenho melhor do que os refrigerantes comuns, ou podem proporcionar temperaturas mais altas do que estes. Acredito que essas afirmações sejam relativamente mais confiáveis.
Vantagens do dióxido de carbono como fluido de trabalho em condicionadores de ar/bombas de calor:
1. Com alta pressão e alta densidade, o sistema de dióxido de carbono pode ser mais compacto e leve (adequado para veículos) com os mesmos requisitos de capacidade de resfriamento e aquecimento.
2. Baixo coeficiente de viscosidade e pequena perda de fluxo.
3. Bom desempenho na transferência de calor.
4. Sob as mesmas condições de funcionamento, a taxa de compressão do compressor é menor e a eficiência do compressor é maior; isso pode apresentar vantagens em condições de funcionamento a baixas temperaturas da bomba de calor.
5. A alta temperatura na saída do compressor (que pode ser superior a 100 graus, o que não é desejável na maioria dos casos) pode ser utilizada para realizar algumas funções que os ciclos de refrigeração convencionais não conseguem. Isso pode incluir um descongelamento mais rápido, seja dos vidros do carro ou do trocador de calor. Vantagens também podem ser encontradas em aplicações que exigem altas temperaturas (aquecedores de água).
6. Em condições de temperatura extremamente baixa, a pressão de saturação do lado de baixa pressão dos refrigerantes comuns será menor que a pressão atmosférica, permitindo a entrada de ar no sistema, mas impedindo a entrada de dióxido de carbono devido à alta pressão; essa também é uma possível vantagem em aplicações de bombas de calor.
7. Utilizando o trocador de calor interno (IHX) e o ejetor para recuperar o trabalho de expansão, a eficiência pode ser ainda mais aprimorada. O IHX pode não ser caro, mas o ejetor é.
8. O deslizamento de temperatura no lado de alta pressão do ciclo transcrítico de dióxido de carbono não é, em si, algo bom, mas para aplicações que exigem grandes variações de temperatura (como aquecedores de água), se por acaso coincidir, em comparação com os refrigerantes convencionais, torna-se praticamente impossível. A perda de eficiência causada pela ausência desse deslizamento de temperatura é relativamente pequena, e essa vantagem em aplicações específicas pode ajudar a eficiência das bombas de calor de dióxido de carbono a se aproximar ou mesmo superar a dos refrigerantes convencionais.
Data da publicação: 03/03/2023
