Układy chłodnicze nadkrytyczne z R744 jako czynnikiem roboczym, to jedne z najbardziej obiecujących systemów dla zimnych i umiarkowanych stref klimatycznych. Zużywana energia jest na poziomie układów opartych o R404A.

Schemat przykładowego układu w systemie booster przedstawiono na rysunku 1. W skład sekcji wysokociśnieniowej wchodzi sprężarka wysokociśnieniowa (Spr.HP), chłodnica gazu i wysokociśnieniowy zawór rozprężny (ZR.HP). W skład serii średniotemperaturowej wchodzi zawór rozprężny średniego ciśnienia (ZR.MP) oraz parownik średniotemperaturowy (MT). Część niskotemperaturowa wyposażona jest w zawór rozprężny niskiego ciśnienia (ZR.LP), parownik niskotemperaturowy (LT) oraz sprężarkę niskociśnieniową (Spr.LP). Układ zaprezentowany na rysunku 1. wyposażony jest również w system stabilizacji ciśnienia w chłodnicy gazu, w skład którego wchodzi zbiornik cieczy oraz zawór stabilizacji ciśnienia (ZSC). Układ typu booster, dzięki zastosowaniu dwóch sprężarek o różnym zakresie pracy, realizuje zakres temperatury parowania średnio- i niskotemperaturowy. Sprężarki realizujące dany obieg dobierane są na parametry właściwe wymaganym warunkom.

Sprężarka wysokociśnieniowa (Spr.HP) wytłacza gaz R744 o stanie 1, który schładzany jest w chłodnicy gazu do stanu 2. Czynnik o stanie 2 zdławiony w zaworze wysokociśnieniowym (ZR.HP) do stanu 3 trafia do zbiornika cieczy. Następnie ze zbiornika ciecz o stanie 4=7 zostaje zdławiona do parametrów odpowiadających części instalacji średniotemperaturowej (punkt 5) w zaworze średniego ciśnienia (ZR.MP). Natomiast ciecz czynnika o stanie 7=4 zdławiona zostaje do ciśnienia parowania części niskotemperaturowej układu do stanu 8 w zaworze niskociśnieniowym (ZR. LP). W parowniku układu niskotemperaturowego LT ciecz nasycona czynnika o stanie 8 odparowuje do stanu 9. Pary przegrzane czynnika o stanie 9 zasysane są przez sprężarkę niskociśnieniową (Spr.LP), gdzie zostają sprężone do ciśnienia międzystopniowego. Para nasycona sucha o stanie 6 po odparowaniu w parowniku średniotemperaturowym (MT), miesza się z parą przegrzaną o stanie 10 wytłoczoną przez sprężarkę niskiego ciśnienia (Spr.LP). Pary czynnika o stanie 11 zasysane są przez sprężarkę wysokociśnieniową (Spr.HP), gdzie obieg zamyka się.

(...)

Do niedawna R744 stosowany był w technice chłodniczej jedynie jako płyn roboczy dolnego stopnia niskotemperaturowych układów kaskadowych. Wynika to z właściwości fizycznych CO₂ (bardzo niska temperatura punktu krytycznego 31°C), co przekłada się na wysokie ciśnienia pracy nawet do 120 bar. W ostatnich latach nastąpił jednak rozwój układów pracujących w układzie nadkrytycznym z R744, a wysokie ciśnienie pracy nie jest już problemem. Systemy typu Booster są idealnym rozwiązaniem dla supermarketów.

W połączeniu z udoskonaloną technologią, którą obecnie dysponujemy, pomagają zredukować koszty eksploatacji tego typu systemów. Należy również wspomnieć o możliwości uzyskania z układu nadkrytycznego wyższej temperatury ciepła odpadowego, które może być wykorzystane do przygotowania np. ciepłej wody, dzięki czemu, jak pokazują pomiary wykonane na pracujących już układach, można uzyskać nawet 20% zwrotu kosztów eksploatacji takiego systemu.

Układ nadkrytyczny typu Booster to zarówno układ średniojak i niskotemperaturowy chłodzenia. Rozwiązanie takie łączy zalety R744 jako naturalnego czynnika chłodniczego z możliwością osiągnięcia wyższych wydajności niż w systemach wykorzystujących czynniki chłodnicze z grupy HFC.