CO2 som kølemiddel i varmepumper
1 Indledning
I forbindelse med Miljøstyrelsens plan for udfasning af kraftige drivhusgasser, herunder HFC-kølemidlerne, søger køle- og varmepumpebranchen i øjeblikket alternativer til de kølemidler, man i dag anvender. Et af de kølemidler der i fremtiden forventes at kunne erstatte HFC’erne er CO2 (R744). CO2 har dog helt anderledes egenskaber, end de kølemidler man i dag anvender, bl.a. opererer anlæg med CO2 ved et højere tryk, og typisk er processen transkritisk, hvilket betyder, at trykket på højtrykssiden er højere end det kritiske tryk for det pågældende kølemiddel. Desuden har CO2 et betydeligt mindre specifikt volumen, hvilket medfører at de komponenter, der skal anvendes i anlæggene fylder væsentligt mindre.
Det blev i projektets første hovedfase vist, at det er muligt at skaffe komponenter til opbygning af transkritiske CO2 kølesystemer. Et af de områder, hvor det blev vist at det er oplagt at anvende CO2 som kølemiddel er i varmepumper og specielt i brugsvandsvarmepumper er det nemlig muligt at udnytte det temperaturglid, der kan opnås i gaskøleren. Herved kan der, afhængig af driftskonditionerne, opnås virkningsgrader for varmepumpen med CO2, der er væsentlig bedre end for traditionelle varmepumper. I første fase af projektet blev det bl.a. vist, at der ved vandtemperaturer på 65°C kan opnås en virkningsgrad der er mere end 50% bedre end for et tilsvarende R134a system. På nedenstående figur er det vist, hvor meget bedre CO2 er end R134a:
Figur 1.1:
Teoretisk sammenligning af R134a og R744 (CO2).
En stor del af arbejdet i første fase bestod i undersøgelsen af egnede komponenter. Bl.a. blev der undersøgt mulighederne for at skaffe en egnet kompressor til brugsvandsvarmepumper med CO2. En række af de firmaer, der i første fase blev nævnt som mulige leverandører af kompressorer er her i anden fase blevet kontaktet med henblik på levering af kompressor til prototypen. Nærmere beskrivelse af de valgte komponenter følger i afsnittet, der beskriver den opbyggede prototype.