Yêu cầu giảm thiểu thải môi chất lạnh đã làm cho các nhà sản xuất đem đến một sự thay thế mới : cacbon dioxit – CO2
Lí do chuyển từ HFCs sang CO2 là rất nhiều. Trước hết trong số đó là các vấn đề về môi trường tuân theo các nghị định quốc tế (Nghị định thư Montreal và Kyoto) và gần đây là các ban hành pháp lí của chính phủ Mỹ (Clean Air Act…), các nước khác (Luật của hội đồng F-gas Châu Âu) để hạn chế sử dụng HCFCs và HFCs. Các luật này gây tác động lên các nhà kinh doanh đang sử dụng HFC và cho họ thêm về ràng buộc kinh tế để chuyển hướng sử dụng, không chỉ là hình phạt cho việc làm tăng khí thải và mà là một lịch trình loại bỏ dần sự sản xuất chúng. Trong suốt cả thập kỉ qua sự cần thiết giảm thiểu sử dụng môi chất lạnh HFC của các hệ thống siêu thị đang tăng lên rõ ràng. Trong những năm cuối đó, thế hệ tiếp theo của các hệ thống năng lượng tự nhiên thứ hai (Second Nature systems) đang thâm nhập thị trường và mấu chốt nằm ở chỗ sử dụng CO2.
Môi chất lạnh tự nhiên
Sự cần thiết một môi chất lạnh hướng tới bền vững đã tăng lên và những áp lực này lên thị trường đã được gia tăng cường độ. Các cửa hàng Châu Âu đã có thời gian sử dụng các môi chất lạnh tự nhiên bao gồm propan và iso-butan, amoniac. Nhưng mặc dù những môi chất này hiệu quả ở đó nhưng đối với các siêu thị lớn thì có một số vấn đề thách thức cụ thể. Ví dụ hydro-cacbon có thể dễ cháy và amoniac là chất bị hạn chế sử dụng trong công nghiệp vì khả năng gây độc. Những chất này không khả thi đối với Bắc Mỹ, Nhưng một môi chất lạnh tự nhiên khác là CO2 thì có thể.
CO2-R744 không màu, không mùi và có sẵn trong không khí tự nhiên. CO2 được sinh ra thông qua quá trình tự nhiên bao gồm vòng tuần hoàn cacbon thông qua việc hô hấp của động vật và việc lên men các hợp chất hữu cơ. Nó cũng được sinh ra từ các hiện tượng tự nhiên khác như hoạt động của núi lửa và sản phẩm của quá trình cháy.
Hệ thống dùng CO2
CO2 là chất thứ 2 được dùng trong các ứng dụng nhiệt độ thấp và trung bình. Thông qua sự thành công của các hệ thống này, hệ thống cascade hay tiết lưu trực tiếp (DX) sử dụng rộng rãi trong các ứng dụgn nhiệt độ thấp. Năm 2011, 15 hệ thống cascade sử dụng CO2 được lắp đặt. Trong số này bao gồm môi chất lạnh thứ 2 là glycol cho ứng dụng nhiệt độ trung bình và chúng đều được chứng nhận của SNAP, UL và ASHRAE.
Hoạt động : CO2 lỏng hấp thụ nhiệt thông qua dàn coil giống như các hệ thống tiết lưu trực tiếp thông thường, nhưng thiết kế đặc biệt để sử dụng cho CO2 . CO2 bay hơi hoàn toàn trong dàn coil và gas đường hút quay trở lại máy nén. Bộ trao đổi nhiệt hiệu suất cao đường hút (SLHE) đảm bảo tất cả CO2 lỏng bay hơi hết trước khi trở lại máy nén. CO2 sau đó được nén và hơi đầu đẩy từ từ máy nén được ngưng tụ tại bộ trao đổi nhiệt với phần trên của hệ thống cascade – hoạt động giống như bình thường. CO2 lỏng sau đó được đưa tới bể chứa và SLHE trước trở về lại ống CO2 lỏng.
Tất cả các hệ thống CO2 có điều độc đáo đó là giảm lượng HFC nạp thêm và giảm lượng rò rỉ. Người ta đã thấy rằng cả hệ thống cascade hay hệ thống làm lạnh phụ hoạt động ngang ngửa hay tốt hơn về mặt năng lượng so với các hệ thống tiết lưu trực tiếp truyền thống. Một yếu tố khác đó là giá CO2 rẻ hơn so với HFC.
Tính chất khác của hệ thống làm lạnh phụ là điều khiển dễ dàng và đơn giản bằng van solenoid, ít hoặc không cần cân bằng so với chất một pha và dễ vận hành.
Do đó không ngạc nhiên khi CO2 đã và đang nhận được sự quan tâm mà nó đáng có.
Nguồn: www.hvacr.vn