El amoníaco (NH₃) es un refrigerante muy conocido que se usa sobre todo en grandes plantas industriales, en las que pueden aprovecharse ampliamente todas sus ventajas sin poner en riesgo la seguridad.
El amoníaco es famoso por sus excelentes propiedades termodinámicas. Su rendimiento es superior al de los refrigerantes sintéticos en una amplia gama de aplicaciones. Sin embargo, el amoníaco presenta algunas desventajas que han impedido su uso en aplicaciones comerciales hasta ahora (por ejemplo, su incompatibilidad con otros materiales, su toxicidad y su inflamabilidad).
Eficiencia
El amoníaco es un refrigerante muy eficiente, con una eficiencia teórica ligeramente superior a la del R134a o el propano. Existen pruebas empíricas de que los sistemas con amoníaco ofrecen un rendimiento real incluso superior al teórico.
Seguridad
A causa de la toxicidad y la inflamabilidad del amoníaco, las instalaciones que lo usan están sujetas a distintas normativas nacionales. A pesar de los estrictos requisitos legales vigentes, que buscan garantizar el funcionamiento seguro de las instalaciones con amoníaco, existe una presión cada vez mayor para que se reduzcan sus niveles de carga, sobre todo, cuando están ubicadas en áreas pobladas.
Una forma de resolver estos problemas de seguridad es utilizar el amoníaco como refrigerante en combinación con CO₂ para temperaturas medias o altas, así como en aplicaciones en cascada para bajas temperaturas.
El personal de mantenimiento de las instalaciones debe poseer la formación apropiada para poder manipular el amoníaco, con el fin de garantizar un funcionamiento seguro del sistema.
Medioambiente
El amoníaco es un refrigerante natural que tiene un índice cero de ODP y GWP. Esto, unido a su eficiencia, lo convierte en uno de los refrigerantes más respetuosos con el medioambiente.
Presión y tamaño de las plantas
Las presiones de funcionamiento del amoníaco son comparables con las de otros refrigerantes comunes (HFC y HC), y su punto de ebullición es relativamente normal (–33,3 °C). El amoníaco tiene una capacidad volumétrica alta, por lo que las tuberías de amoníaco son de menor tamaño que las de los refrigerantes HFC. Cabe señalar, sin embargo, que cuando se utiliza amoníaco en tuberías de aspiración, las tuberías son más grandes que las de CO₂.
Propiedades químicas
El amoníaco es compatible con todos los materiales comunes, excepto el cobre y el latón. Esto significa que únicamente podrán usarse tuberías de acero soldadas. Además, es necesario usar compresores semiherméticos o herméticos con motores con revestimientos especiales o cables de aluminio.
El amoníaco es inmiscible con los aceites comunes. Asimismo, el amoníaco es más ligero que el aceite, lo que hace que los sistemas de retorno de aceite sean bastante sencillos.
Rentabilidad
El amoníaco es un refrigerante barato y disponible en abundancia. Sin embargo, las instalaciones de amoníaco tienden a ser relativamente costosas debido a la necesidad de usar tuberías de acero y compresores semiherméticos, así como de instalar distintos dispositivos de seguridad, como detectores de gas.
Aplicaciones
Hoy en día, el amoníaco se usa principalmente en aplicaciones de refrigeración industrial:
• Almacenes refrigerados para distribución
• Túneles de congelación
• Fábricas de cerveza
• Plantas de procesamiento de alimentos (mataderos, fábricas de helados, etc.)
• Barcos de arrastre
En estas aplicaciones se usan cargas de refrigerante elevadas; sin embargo, se están realizando esfuerzos para desarrollar sistemas con una carga baja de amoníaco, con el fin de aprovechar en mayor medida las ventajas termodinámicas y medioambientales de esta sustancia. Entre los esfuerzos acometidos por Danfoss y sus socios de investigación se encuentran el desarrollo de sistemas de baja carga con nuevos y avanzados algoritmos de control, el desarrollo de intercambiadores de calor optimizados para amoníaco, sistemas DX y nuevos sistemas en cascada con CO₂.