После того, как в 1930 году был синтезирован дихлодифторметан, известный всем как фреон, началась эра холодильной техники. В этом списке стоят и кондиционеры и тепловые насосы, которые используя принцип цикла Карно, способны перекачивать тепло из одного объема в другой.
Но различные классы фреонов оказались вредными для окружающей среды. То разрушают озоновый слой, то приводят к парниковому эффекту. В настоящее время многие производители перешли на фреон R32 – однокомпонентный фреон, дифторметан. Но поиск новых хладагентов для этой техники идет постоянно. На фоне этой экологической повестки, некоторые производители возвращаются на использование углекислого газа в качестве фреона.
Использование СО2 в кондиционерах было опробовано в 1850 году в Японии основателем компании Hitachi, Фусаносукэ Кухара. Но из-за сложностей при сжатии СО2, использование классических фреонов на рынке преобладало. Были попытки внедрить кондиционер в автомобили, работающий на углекислом газе в начале 90-х в Японии компанией Denso. И с начала 2000-х компания Corona продала более 1,5 млн. кондиционеров, работающих на СО2. Технология была названа EcoCute.
Принцип работы тепловых машин EcoCute такой же, как и на обычном фреоне. Эффективность кондиционеров и тепловых насосов на СО2 даже выше, чем на фреоне. СОР в режиме обогрева составляет о 2 до 5 в зависимости от температуры воздуха. Т.е. на каждый затраченный 1 кВт*ч электроэнергии выдает от 2 до 5 кВт*ч в тепле.
Трудности использования такого оборудования, скорее всего только в их заправке при производстве и ремонте. СО2 нужно сжать. Но сам газ безопасен.
СО2 в качестве фреона используется в холодильных установках и у нас. Для магазинов Ашан и МЕТРО в 2019 году были построены холодильные установки большой мощности, которые показали высокие значения эффективности. Подробнее – в этой статье:
Разницы между кондиционером и тепловым насосом мало. Один перекачивает тепло из здания, охлаждая помещение. А второй – подает тепло внутрь. Основная разница в алгоритмах управления, электронике. Хотя, тепловой насос и кондиционер могут и охлаждать и отапливать.
Помню, когда я в 2012 году впервые узнал про тепловой насос для отопления дома (в блоге Виктора Борисова в ЖЖ), то у него была высказана мысль, что спустя 10 лет его ТН устареет, появится более эффективное оборудование, способное работать и в сильный мороз с достаточной эффективностью. Мой опыт эксплуатации ТН воздух-вода это подтверждает. Технология EVI (промежуточный впрыск фреона в компрессор), инверторный компрессор позволяют повысить эффективность тепловой машины. Это речь про ТН воздух-вода.
Подборка статей про тепловые насосы и про мой опыт эксплуатации этого оборудования:
Так что, развитие этих технологий продолжается. И кто знает, может быть через 10-15 лет, эффективность ТН будет настолько высокой, что воздушные тепловые насосы составят конкуренцию ископаемому топливу. Альтернатива для тех регионов, куда газ никогда не подведут.