L'efficacité frigorifique des climatiseurs au dioxyde de carbone est généralement inférieure à celle des systèmes à fluide frigorigène classique dans les mêmes conditions de fonctionnement, et elle est nettement inférieure. Quant à savoir si le chauffage peut réellement être plus efficace, cela reste discutable. J'ai vu cette affirmation à maintes reprises, mais il ne semble pas y avoir de consensus sur le sujet, ni de comparaison vraiment convaincante. Personne ne semble utiliser des systèmes et des composants aussi proches que possible pour comparer le CO2 et les fluides frigorigènes couramment utilisés. Si l'on se contente de comparer les résultats d'efficacité de différents groupes de recherche sans se soucier de la comparabilité réelle des systèmes et des composants, les résultats de cette comparaison sont peu pertinents.
Le chauffage offre une efficacité plus proche de celle des fluides frigorigènes classiques que le refroidissement, et les basses températures sont plus performantes, voire permettent d'atteindre des températures plus élevées. Ces affirmations me semblent relativement plus fiables.
Avantages du dioxyde de carbone comme fluide de travail pour climatiseurs/pompes à chaleur :
1. Grâce à sa haute pression et à sa haute densité, le système au dioxyde de carbone peut être plus compact et plus léger (adapté aux véhicules) tout en répondant aux mêmes exigences en matière de capacité de refroidissement et de chauffage.
2. Faible coefficient de viscosité et faibles pertes de charge.
3. Bonnes performances de transfert de chaleur.
4. Dans les mêmes conditions de fonctionnement, le taux de compression du compresseur est plus faible et son rendement est plus élevé ; cela peut présenter des avantages dans les conditions de fonctionnement à basse température de la pompe à chaleur.
5. La température élevée à la sortie du compresseur (pouvant dépasser 100 degrés, ce qui est généralement déconseillé) permet de réaliser des applications impossibles avec les cycles frigorifiques classiques. On peut citer, par exemple, un dégivrage plus rapide, que ce soit pour les vitres d'une voiture ou un échangeur de chaleur. Cette technologie présente également des avantages pour les applications nécessitant des températures élevées (chauffe-eau, par exemple).
6. Dans des conditions de températures extrêmement basses, la pression de saturation du côté basse pression des fluides frigorigènes courants sera inférieure à la pression atmosphérique, de sorte que l'air peut entrer dans le système, mais pas le dioxyde de carbone en raison de la haute pression ; ceci est également un avantage possible dans les applications de pompe à chaleur.
7. L'utilisation d'un échangeur de chaleur interne (IHX) et d'un éjecteur pour récupérer l'énergie de détente permet d'améliorer encore le rendement. L'IHX est relativement abordable, contrairement à l'éjecteur, qui est onéreux.
8. Le glissement de température du côté haute pression du cycle transcritique au dioxyde de carbone n'est pas une bonne chose en soi, mais pour les applications qui nécessitent de grands changements de température (comme les chauffe-eau), s'il se trouve correspondre, par rapport aux réfrigérants conventionnels, il est intrinsèquement impossible La perte d'efficacité causée par le glissement de température évité est relativement faible, et cet avantage dans des applications spécifiques peut également aider l'efficacité des pompes à chaleur au dioxyde de carbone à se rapprocher ou même à dépasser celle des réfrigérants conventionnels.
Date de publication : 3 mars 2023
