制冷劑/二氧化碳二次制冷系統(tǒng)采用二氧化碳作為載冷劑可以應用在低溫或者中溫的場合，也就是冷鏈物流冷庫使用的范圍。圖11-11是該系統(tǒng)的流程圖。其特點是：二氧化碳在蒸發(fā)器中作為相變載冷劑(滿液式系統(tǒng))(圖11-12)，二氧化碳通過泵作用在復疊式換熱器和貯液器間循環(huán)，使得貯液器內的二氧化碳溫度得到很好的控制。二氧化碳氣體向上(圖11-11的7點)流入復疊式換熱器，在那里被制冷劑冷卻凝結后成為液體二氧化碳(圖11-11的8點)流回二氧化碳貯液器。
與傳統(tǒng)的制冷劑/鹽水系統(tǒng)比較，該系統(tǒng)具有明顯的低能耗及高COP的特點。這是因為二氧化碳在冷風機和板式換熱器中的傳熱效率更高，導致換熱器內較低的換熱溫差。這直接減少了氨壓縮機的能量消耗。數據顯示氨/二氧化碳二次制冷系統(tǒng)的COP與純氨系統(tǒng)的COP接近。因為需要循環(huán)的二氧化碳較少，與此同時二氧化碳的密度也較低，循環(huán)泵所需的能量較少。另外，二氧化碳的循環(huán)倍率也相對較低(通常在1.1~2)，因此可以采用功率更小的泵。
二氧化碳載冷劑系統(tǒng)存在的問題是:在低溫工況下溫度的變化仍然使壓差大，這里以庫溫-20℃±2℃的冷庫為例，如果采用二氧化碳制冷劑供液，它的蒸發(fā)溫度在-30~-26℃，也就是說蒸發(fā)壓力在13.3 -15. 3bar(表壓)，這樣如果部分冷間已經接近完成降溫，而有些冷間正在進貨，冷間之間的溫差達到4℃，這種情況在冷庫是經常發(fā)生的。正在進貨的冷間需要大量供液，但由于2bar壓差的問題，回氣管沒有壓縮機的吸氣，液體無法進入需要的蒸發(fā)器中，經常需要手動調整閥門的開啟度。如果冷庫的冷間比較多，壓力相差又比較大，特別是用于具有配送功能的多溫區(qū)冷庫，可能面臨的操作問題比較多。
如果這種系統(tǒng)的蒸發(fā)器不需要融霜，那么這種系統(tǒng)的運行，與常用的中央空調的冷水系統(tǒng)幾乎沒有太大的差別。除了運行壓力比較高，還有部分二氧化碳在蒸發(fā)器中發(fā)生相變的情況。目前我國部分采用蒸發(fā)排管作為蒸發(fā)器的冷庫采用這種系統(tǒng)，如果采用冷風機作為蒸發(fā)器，那么融霜問題還是不能繞過的難題。
由于我國現在正在積極推動環(huán)保工作，這幾年二氧化碳制冷劑應用在冷庫的工作發(fā)展很快。根據最近的數據統(tǒng)計，到目前為止，這種二氧化碳冷庫(包括復疊與載冷兩種)規(guī)模已經有幾百萬噸了。這個規(guī)模可以說是世界第一了，所建的主要是排管冷庫與加工廠的速凍。據了解應用冷風機的冷庫，使用情況很多都沒有達到理想的效果，主要還是融霜問題。而冷藏的用電量與傳統(tǒng)冷庫比較，還沒有這方面數據。
從二氧化碳系統(tǒng)的制冷劑灌注量來看，筆者從一些用戶給出的數據分析，不管是一級制冷的氨制冷劑，還是二級制冷的二氧化碳的灌注量，普遍比預計的多30%以上。這可能與我們的設計人員在系統(tǒng)設計上遇到技術瓶頸有關。
