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二氧化碳空調制冷效率同樣工況下普遍比常用制冷劑系統低，一般認為冷凝和蒸發溫度越低，二氧化碳循環的表現會相對變好。有一些文獻通過簡單比較不同研究組結果表明二氧化碳循環可以取得與常用制冷劑相當甚至更高的效率，這樣的比較常常是不公平的氯氣檢測儀，因為在二氧化碳系統中可能使用了性能更優越的換熱器和其他部件，希望能看到一篇資料能盡可能做到在相似條件下（成本，尺寸接近）比較二氧化碳和其他制冷劑表現。

二氧化碳作為空調/熱泵工質的優勢如下：

自然工質，沒有任何環保相關的問題。如果有一天二氧化碳制冷劑和系統普及并且可以做到與常規制冷劑相似的效率，那制冷領域由ozone depletion potential （ODP）和global warming potential（GWP）驅動的與新制冷劑相關的研究將可能不復存在。這可能是一個研究領域的終點。便宜，對于大型制冷設備是利好。不可燃二氧化碳，無毒，適應各種潤滑油和機械設備材料。壓強高密度高，同樣的制冷制熱量要求，二氧化碳系統可以更緊湊更輕（適合車載）。粘滯系數低二氧化碳，流動損失小。傳熱性能好。同樣工況下壓縮機壓縮比更低，壓縮機效率更高；這個可能在熱泵低溫工況下體現出優勢。相同的蒸發器溫度變化，相同過熱度（5度）情況下，二氧化碳蒸氣的密度下降要少于R134a，使得低溫工況下壓縮機制冷劑質量流量衰減和制熱量衰減相對更少。

二氧化碳蒸氣與R134a在相同蒸發器溫度變化下的密度變化比較 （Wang et al., 2018）

8. 壓縮機出口的高溫（可大于100度，大部分情況下不是好事）可以用來做一些常規制冷劑循環做不到的事情。可能包括更快地除霜，不管是車玻璃還是換熱器。在需要高溫的應用中，也可以體現出優勢（熱水器）。

9. 極低溫情況下，常用制冷劑低壓側飽和壓強會低于大氣壓，使得空氣可能進入系統，而二氧化碳由于壓強高不會.這也是熱泵或者低溫制冷應用中一個小優勢。

10. 使用內部熱交換器（IHX）和噴射器（ejector）回收膨脹功，效率還可以進一步提升。IHX可以不貴，ejector目前很貴。相對于常用制冷劑二氧化碳跨臨界循環巨大的膨脹功損失是效率低的一個主要原因。

11. 二氧化碳跨臨界循環的高壓側溫度滑移本身不是什么好事情，但是對于需要較大溫度變化的應用來說（比如熱水器和車用熱泵），如果正好可以match的話，和常規制冷劑比起來，本來由于不可避免的溫度滑移造成的效率損失相對變小了，特定應用下的這記助攻也可以幫助二氧化碳熱泵效率接近甚至超過常規制冷劑。

目前傳出過要使用二氧化碳空調系統的車企有大眾和戴姆勒，主要是出于對新型制冷劑毒性和可燃性的擔憂，同時還有歐洲人民和政府愿意拿真金白銀支持環保的熱情。但是這些新聞聽聽也就罷了，這些老牌車企聰明得不得了，賺錢是墜吼的二氧化碳，真真假假搞不清楚，永遠都是“明年就要推廣開來”。目前比較好的應用方向還是在超市冷柜和熱水器柴油檢測儀，離二氧化碳車載空調/熱泵的廣泛應用還很遙遠。

參考資料：

Wang, D., Yu, B., Hu, J., Chen, L., Shi, J., & Chen, J. (2018). Heating performance characteristics of CO2 heat pump system for electrical vehicle in a cold climate.International Journal of Refrigeration,85, 27-41.

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