Hiilidioksidin käyttö kylmäaineena jäähdytysprosesseissa

Abstract

Jäähdytysprosesseissa kylmäaineen valintaan vaikuttaa turvallisuus-, kustannus- ja ympäristötekijät. Tässä työssä tutkitaan hiilidioksidin käyttöä kylmäaineena erilaisissa jäähdytysprosesseissa. Työn tavoite on selvittää, miten hiilidioksidi eroaa muista käytössä olevista kylmäaineista, ja millaisissa sovelluksissa sen käyttö on mahdollista. Lisäksi yhtenä lähtökohtana on arvioida hiilidioksidin asemaa kylmäaineena nykypäivänä ja tulevaisuudessa. Työ tehtiin kirjallisuusselvityksenä.

Työssä selvitettiin nykyiseen kylmäainetilanteeseen johtaneita tekijöitä sekä lainsäädännön asettamia rajoituksia kylmäaineen valintaan. Tarkempi tutkimus keskittyi hiilidioksidiin ja sen aineominaisuuksiin. Erilaisten jäähdytysprosessien teoriaa ja taustalla olevia fysikaalisia ilmiöitä tutkittiin ja huomiota kiinnitettiin erityisesti hiilidioksidin asettamiin vaatimuksiin. Nykyistä kylmäainetilannetta ja tulevaisuuden kehityssuuntia pyrittiin selvittämään mahdollisimman uusien ja luotettavien lähteiden avulla.

Tutkimus osoittaa hiilidioksidin poikkeavan ominaisuuksiltaan merkittävästi muista kylmäaineista, mikä aiheuttaa sen käytölle sekä haasteita että mahdollisuuksia. Hiilidioksidin olomuodon muutos kaasun ja nesteen välillä tapahtuu muita tavallisesti käytettyjä kylmäaineita korkeammassa paineessa, mikä asettaa tiettyjä vaatimuksia kylmäkoneistojen komponenteille. Sillä on kuitenkin useita hyvä ominaisuuksia verrattuna muihin luonnollisiin kylmäaineisiin, kuten myrkyttömyys ja palamattomuus. Hiilidioksidia on mahdollista käyttää useimmissa sovelluksissa muiden kylmäaineiden tilalla. Vaikka hiilidioksidi oli yksi ensimmäisenä käytetyistä kylmäaineista, sen käyttö on alkanut kunnolla yleistyä vasta parin viimeisen vuosikymmenen aikana.