二酸化炭素エアコンの冷凍効率は、同じ運転条件下における一般的な冷媒システムの効率よりも一般的に低く、かなり低い。暖房効率が本当に高くなるかどうかは疑わしい。この主張は多くの場所で見かけたが、コンセンサスが得られているとは思えず、本当に説得力のある比較も見たことがない。CO2と一般的に使用されている冷媒を比較するために、できるだけ近いシステムやコンポーネントを使用している人はいないと思う。特定のシステムやコンポーネントの選択が本当に比較可能かどうかを気にせずに、異なる研究グループの効率結果を比較するだけでは、比較結果はあまり意味がない。
暖房効率は冷房効率よりも一般的な冷媒に近い。また、低温環境下での性能は一般的な冷媒よりも優れているか、あるいは一般的な冷媒よりも高い温度を実現できる。これらの記述は比較的信頼できると思う。
二酸化炭素をエアコン／ヒートポンプの作動流体として使用する利点：
1. 高圧・高密度の二酸化炭素システムは、同じ冷却・暖房能力要件を満たしながら、よりコンパクトで軽量化が可能となる（車両への搭載に適している）。
2. 低い粘度係数と小さな流量損失。
3. 優れた熱伝達性能。
4. 同じ運転条件下では、圧縮機の圧縮比が低く、圧縮機の効率が高いため、ヒートポンプの低温運転条件において利点が現れる可能性がある。
5. コンプレッサー出口の高温（100度を超える場合もあり、ほとんどの場合は好ましくない）は、従来の冷媒サイクルでは不可能な用途に利用できます。例えば、車の窓や熱交換器の霜取りを高速化できるなどが挙げられます。また、高温が必要な用途（給湯器など）でも利点があります。
6. 極低温条件下では、一般的な冷媒の低圧側の飽和圧力は大気圧よりも低くなるため、空気はシステム内に入り込む可能性がありますが、二酸化炭素は高圧のため入り込みません。これはヒートポンプ用途における利点にもなり得ます。
7. 内部熱交換器（IHX）とエジェクター（イジェクタ）を用いて膨張仕事を回収することで、効率をさらに向上させることができる。IHXは高価ではないかもしれないが、エジェクターは高価である。
8. 二酸化炭素超臨界サイクルの高圧側の温度グライドはそれ自体は好ましいものではありませんが、大きな温度変化を必要とする用途（給湯器など）では、それが一致すると、従来の冷媒と比較して、回避された温度グライドによって生じる効率損失は本質的に不可能であり、比較的小さいため、特定の用途では、二酸化炭素ヒートポンプの効率が従来の冷媒の効率に近づくか、あるいはそれを超えるのにも役立ちます。
投稿日時：2023年3月3日
