二氧化碳具有高密度（dù）和低粘度，其流動損失小、傳熱效果良好，並且通過（guò）對（duì）傳熱作用的強化，可以彌補其循環不高的缺點。同時二氧化碳環境（jìng）表（biǎo）現優良、費用低易獲取、穩定性（xìng）好、有利於減小裝置體積。*重要的是，其安全無毒，不可燃，這一點比R290具有明顯的優勢。
當然，采用二氧化碳為製冷劑也有缺點，二（èr）氧化碳高的臨界壓力和低的臨（lín）界溫度也給它做製（zhì）冷劑帶（dài）來了許多難題。無論亞（yà）臨界循環還是跨臨界循（xún）環，二氧化（huà）碳製冷係（xì）統的運行壓力都將高於傳統的製冷空調係統，這必然會給係統及部件的設計帶（dài）來許多（duō）新的要求。同時現階段還存在二氧化碳製冷係統的效（xiào）率相對較（jiào）低的問題。
目前（qián）二氧化碳的研究和應用主要集中（zhōng）於三個方麵：
一方麵是汽車空調領域，由於製冷劑排放量大，對環境的危害（hài）也大，必（bì）須盡早采用對環境無危害的製冷（lěng）劑；
第二方麵是熱泵熱水器，二氧（yǎng）化碳（tàn）在超臨界條件下放熱存在一個相當（dāng）大的溫（wēn）度滑移，有利於將（jiāng）熱水加熱到一個更（gèng）高的溫（wēn）度；
第三方麵是考慮到二氧化碳良好的低溫流動性能和換熱特性，采用它作為複疊製冷循環低溫級製冷劑。
在複疊（dié）式製冷係（xì）統中，二氧化碳（tàn）循環在（zài）亞臨界（jiè）條件下運行。此時二氧化碳（tàn）用（yòng）作低壓級製冷劑，高壓級用（yòng）NH3作製冷劑。與其它低壓製冷劑相比，即使處在低溫，二氧化碳的粘度也非（fēi）常小，傳熱性能良好，因為利用潛熱（rè），其製冷能（néng）力相當大。
目前，歐洲在超市中已建立了幾（jǐ）個這種用二氧化碳作（zuò）低溫製（zhì）冷劑的（de）複疊式製冷係統，運（yùn）行情況表明技術上是可行的，這種係統還適用（yòng）於低溫冷（lěng）凍（dòng）幹燥過程。
當前關於R22製冷劑（jì）的（de）替代國際上主要有兩種技術方（fāng）案：
一種是以北歐和韓國為代表，其主張采用天然工質作為替代（dài）物，如純工質R290、R1270、R744、R600a、R600、R717等，以及HCs類的混合物；
另一種（zhǒng）是（shì）以美國和日本為代表的采用HFCs作為替代（dài）物，如美國聯合信號公司的非共沸（fèi）混合物R410A、杜邦公司和I.C.I公司（sī）的混（hún）合物R407C，以及R32和R152a等，這些製冷劑（jì）的ODP均為0，能（néng）夠達到（dào）保護臭氧層的目的，但是會產生溫（wēn）室效應。
目（mù）前看（kàn）來，二氧化碳在國（guó）內市（shì）場的前景，還有點像“霧（wù）裏看花”，就（jiù）像王立群所言，他們（men）都了解它（tā）的好，但真正用的少。國（guó）內空調行業暫時看不到二氧化碳發展的影子（zǐ），其在國內冷（lěng）凍冷藏市場也才剛剛邁步，但在熱泵熱水器領域，國內即將出台二氧化碳熱泵熱水器（qì）的核心配（pèi）件標準――GB/T26181-2010。參與標（biāo）準製定的上海日立電器（qì）有限公司熱泵推進辦公室部長樂紅勝認（rèn）為（wéi），雖然在國內采用二氧化碳製冷劑的熱泵熱水器還沒問世，核（hé）心部件壓縮機也處於研發階段，“但這一超前標準（zhǔn）的製定，將會對產品的市場推廣（guǎng）起到良好的作用。”
CO2製冷劑的性質
（一）CO2製冷劑具有的主要優勢
1．CO2是天然物（wù）質，ODP=0，GWP=1。使用CO2作為（wéi）製冷工質，對大（dà）氣臭氧層沒有破壞作用，可以減少全球溫室效應，來源廣泛，勿需回收，可（kě）以大大降低製冷劑替代成本，節約能源（yuán），從根本上解決化合物對環境的汙染問題，具有良好的經濟性。
2．CO2安全無毒、不可燃，並具有良好的熱穩定性，即使在高溫下也（yě）不（bú）會分（fèn）解出（chū）有害的氣體。萬一泄漏對人體、食品、生態（tài）都無損害。
3．CO2具（jù）有與製冷循環和設（shè）備相適應的熱物性。分子量小，製冷能力大，0℃的單（dān）位製（zhì）冷量比常規製冷劑高5～8倍，因而對於相同冷負荷的製冷係統，壓縮機的尺寸可以明顯減小，重量減（jiǎn）輕，整個（gè）係統非常緊湊；潤滑條件容易滿足，對製冷係統常見材料無腐蝕，可以改善開啟式壓縮機的密封性能，減少泄（xiè）漏。
4．CO2黏度小，0℃時CO2飽和液體的運動黏度隻是（shì）NH3的5.2%、R12的23.8%，流體的流動阻力小，傳（chuán）熱性能比CFC類製冷劑更好，可以改善全封閉製冷壓縮機的散熱（rè）。
（二）CO2製（zhì）冷劑存在（zài）的主要缺點及分析
1．CO2臨界壓力較（jiào）高（7.38MPa），因此CO2跨臨界製（zhì）冷循環的工作壓力較傳統的亞臨界兩相製冷循（xún）環的（de）工作壓力高（gāo）得多，約為傳統製冷工質CFC或HCFC係統壓力的６～８倍。
所以製冷係統中工質流經的管路（lù）係統必須（xū）經安全性分析。但是由（yóu）於CO2的（de）單位容積製冷量約為常規製冷劑（jì）的（de）5～8倍，係統所需（xū）的CO2容積流量很小，而設備內氣體的（de）爆炸能量為壓力與容積乘積的函數，所以雖然係統的工質壓力高，但容積較（jiào）小，其（qí）壓力和容積的乘積（jī）與常規工質相差不大，設備（bèi）內氣體的爆炸能量增加的並不多。
以可靠性理論為依據，根據CO2跨臨界製冷係統管（guǎn）道可靠性的不同影響因素及其變化規律，對不同管材情況下的可靠性進行深入地研究與分析，得（dé）到的結論是：當管路係統的管外徑給（gěi）定時，隻要合理地（dì）選擇管材（cái）和管壁厚度（dù），就能保證係統在給定壓力下運行的可靠（kào）性和安全（quán）性，CO2跨臨界（jiè）循環較高的運行壓力是可以得到合理解決的；現有鋼管基（jī）本可以直接應用，而現有銅（tóng）管則需根據管徑和壁厚經安全性分析後選用。因此CO2運行工作壓力較高（gāo）所引起的安全性問題，並不會影響CO2作為環保製冷劑推廣應（yīng）用的障礙。
2．CO2單級壓縮跨臨（lín）界循環的性能係數COP比（bǐ）相同溫度條件下的（de）R12、R22、R134a等常規製冷劑的製冷性能係數都（dōu）低。針對CO2製冷循環性能係數低的缺點，學者們經研究探索發（fā）現，完全可以通過完善係統循環方式、優化係統設備來解決，如采用雙級壓縮和采用膨（péng）脹機回收一（yī）部分膨脹功的措施加以改善，來提高製冷循環效率。有理論分析表明（míng），采用膨脹機CO2跨臨界循環的（de）效率要高於常規製冷工（gōng）質的節流膨脹循環。
CO2製冷（lěng）劑的（de）應（yīng）用（yòng）前景
自（zì）前國際製冷學會主席G．Lorentzen提出采用CO2作為環保製（zhì）冷劑及跨臨界循環理論以來[7]，CO2在環保和性能上（shàng）的優勢越來越多地吸引了世界各國學者研究的注意力，其係統和部件的開發也得到了很大的發展，現有研究結果表明，CO2係統在高環境溫度（45℃以（yǐ）上）時（shí），製冷性能低於傳統（tǒng）係統，35～45℃間與傳統係統相（xiàng）近，35℃以下時性能更（gèng）優[5]。目前CO2跨臨界（jiè）循環在汽車空調（diào）、熱泵、商用（yòng）製冷裝（zhuāng）置、食品冷藏（cáng）冷凍等方麵的應用前景（jǐng）都很好，性能都相（xiàng）當於甚至好於原來采用R22或R12或R134a的製冷裝置，特別適用於需要大的溫度（dù）變化（huà）的（de）場合，而（ér）且在（zài）較（jiào）低的蒸發溫度下性（xìng）能較（jiào）好。
CO2作為一種天然製冷工質，就其物性（xìng）特征而言（yán），具（jù）有其他非天然工質不可比擬的優勢。伴隨著CO2製冷係（xì）統研究（jiū）工作（zuò）的不斷深入，CO2作為新一代製（zhì）冷工（gōng）質將會得到進一步（bù）推（tuī）廣，相（xiàng）信在不久的將來，汽車空調係統、商（shāng）用製冷係統、住宅空調係統以及各個生產企業的熱泵（bèng）幹燥（zào）係統將會大量（liàng）使用CO2替代現有製冷（lěng）工質。
作為製冷劑，人們希望它（tā）環保、高效、經濟，但（dàn）實（shí）際上（shàng）並不存在（zài）一種十全（quán）十美的（de）製冷劑。與其他製冷劑相比，CO2具有環保、安（ān）全、經濟和單位容積製冷量等性能方麵上的明顯優勢，也有運行工作壓力和效率方麵上的不足。目前的研究表明，隻要合理選擇管材和管壁的厚度，可（kě）保證CO2係統在跨臨界壓力下運行的（de）安全性和可靠性，而合理（lǐ）改善CO2跨臨界循（xún）環方式，可（kě）以（yǐ）有效地減少節流損失，提高係統的循（xún）環效率，CO2作為環保製冷劑之一，有（yǒu）著很好的應用前景，隨著（zhe）製冷與空調技（jì）術領域的發展（zhǎn）必將會得到廣泛應用。雪（xuě）梅一直以來都走（zǒu）在技術前沿，我（wǒ）們公司積極參與項目實施、研發推廣節能產品、踐行（háng）節能減排承諾，開發（fā）新型（xíng）節能高效，采用自然工質、環保可靠的（de）二氧化碳壓縮機。
