Ammoniak (NH₃)

Naturlige kølemidler: Ammoniak – Introduktion

Ammoniak (NH3) er et velkendt kølemiddel, især i store industrianlæg, hvor der kan gøres fuldt ud brug af dets fordele uden at gå på kompromis med sikkerheden. 

Ammoniak er kendt for sine meget favorable termodynamiske egenskaber. Det har en højere ydelse end syntetiske kølemidler i et bredt udvalg af applikationer. Ammoniak har imidlertid et antal ulemper, der indtil videre har forhindret anvendelsen af ammoniak til kommercielle applikationer, såsom materialekompatibilitet, giftighed og brændbarhed. 

Effektivitet

Ammoniak er et meget effektivt kølemiddel med en teoretisk effektivitet, der er en smule højere end R134a eller propan. I praksis er der noget, der tyder på, at ammoniakanlæg yder endnu bedre end i teorien.

Sikkerhed

Installationer, der anvender ammoniak, er underlagt national lovgivning pga. dens giftighed og brændbarhed. Selv med strengere lovgivning på plads for at sikre sikkerheden ved drift, er der pres på ammoniakinstallationerne for at reducere fyldningsniveauerne, især når de befinder sig i befolkede områder.

Én måde at tage hånd om sikkerhedsproblemerne er ved at anvende ammoniak som et kølemiddel i kombination med CO2 til middelhøje eller høje temperaturer eller i kaskadeapplikationer til lave temperaturer.

Servicepersonalet på anlægget skal have passende uddannelse i håndtering af ammoniak for at sikre en sikker drift af anlægget.

Miljø

Ammoniak er et naturligt kølemiddel. Det har en ODP- og GWP-værdi på nul. Kombineret med dets effektivitet er det et af de mest miljøvenlige kølemidler.

Anlæggets tryk og størrelse

Ammoniaks driftstryk er sammenligneligt med andre almindelige kølemidler (HFC'er og HC'er), og det har et relativt højt normalt kogepunkt (-33,3 °C). Ammoniak har en høj volumetrisk kapacitet, så rørledninger til ammoniak er mindre end rørledninger til HFC. Det bør dog bemærkes, at når ammoniak bruges til sugeledninger, er ledningerne større sammenlignet med dem til CO2.

Kemiske egenskaber

Ammoniak er kompatibel med alle almindelige materialer, undtagen kobber og messing. Det betyder, at der kun kan anvendes svejsede stålrør. Derudover er det nødvendigt at anvende enten semihermetiske kompressorer eller hermetiske kompressorer med specielle motorbelægninger eller motorledninger i aluminium.

Ammoniak kan ikke blandes med almindelige olier. Derudover er ammoniak lettere end olie, hvilket gør olietilbageføringssystemer forholdsvis enkle.

Omkostningseffektivitet

Ammoniak er et billigt kølemiddel, der er tilgængeligt i rigelige mængder. Ammoniakinstallationer har imidlertid en tendens til at være relativt dyre grundet behovet for stålrør, semihermetiske kompressorer og installation af et antal sikkerhedsanordninger såsom gasdetektorer.

Applikationer

I dag anvendes ammoniak primært i applikationer inden for industrikøling: 
• Kølehuse til distribution 
• Frysetunneller 
• Bryggerier 
• Anlæg til fødevarebehandling (slagterier, isfabrikker osv.) 
• Fisketrawlere 

 
 
Disse applikationer er højkapacitetsfyldninger, men der er til stadighed bestræbelser på at udvikle ammoniakanlæg med lav fyldning for at udnytte ammoniakkens fordelagtige termodynamiske og miljømæssige egenskaber yderligere. Nogle af de bestræbelser, som Danfoss og vores forskningspartnere har påtaget sig, er at udvikle systemer med lav fyldning med nye, avancerede kontrolalgoritmer, yderligere udvikling af ammoniakoptimerede varmevekslere, DX-systemer og nye kaskadesystemer med CO2.