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Ammoniac (NH₃)

L'ammoniac (NH₃) est un réfrigérant bien connu particulièrement adapté aux grandes installations industrielles dans lesquelles il est possible de tirer pleinement profit de ses atouts sans compromettre la sécurité. 

L'ammoniac est réputé pour ses propriétés thermodynamiques avantageuses. Dans un large éventail d'applications, il surpasse les réfrigérants synthétiques. L'ammoniac présente tout de même de nombreux inconvénients qui empêchent pour le moment son utilisation dans des applications commerciales, notamment des problèmes de compatibilité des matériaux, de toxicité et d'inflammabilité. 

L'ammoniac est un réfrigérant très efficace, au rendement théorique légèrement supérieur à celui du R134a ou du propane. Les systèmes à l'ammoniac se révèlent même encore plus performants en pratique qu'en théorie.

En raison de la toxicité et de l'inflammabilité de l'ammoniac, les installations utilisant cette substance sont soumises à des réglementations nationales. Même lorsque des réglementations strictes sont en vigueur pour assurer la sécurité de l'exploitation, les installations à l'ammoniac doivent veiller à réduire les niveaux de charge, en particulier lorsqu'elles sont situées dans des zones habitées.

Une façon de résoudre les problèmes de sécurité consiste à utiliser l'ammoniac comme réfrigérant en l'associant à du CO₂ pour les températures moyennes ou élevées ou en cascade pour les températures basses.

Le personnel d'entretien sur place doit avoir reçu une formation appropriée pour manipuler l'ammoniac, afin de garantir le fonctionnement sans danger du système.

L'ammoniac est un réfrigérant naturel. Son PACO et son PRG sont nuls. En plus d'être efficace, il est aussi l'un des réfrigérants les plus écologiques.

Les pressions de service de l'ammoniac sont comparables à celles d'autres réfrigérants courants (HFC et HC) et son point d'ébullition normal est relativement élevé (-33,3 °C). L'ammoniac ayant une grande capacité volumétrique, les conduites d'ammoniac sont plus petites que les conduites de HFC. Il faut cependant noter que lorsque l'ammoniac est utilisé pour des conduites d'aspiration, les conduites sont plus grandes que celles du CO₂.

L'ammoniac est compatible avec tous les matériaux courants, à l'exception du cuivre et du laiton. Il est donc uniquement possible d'utiliser des tubes en acier soudés. Il est par ailleurs nécessaire d'utiliser des compresseurs semi-hermétiques ou des compresseurs hermétiques avec revêtements de moteur spéciaux ou fils de moteur en aluminium.

L'ammoniac n'est pas miscible avec les huiles courantes. L'ammoniac est par ailleurs plus léger que l'huile, ce qui rend les systèmes de retour d'huile relativement simples.

L'ammoniac est un réfrigérant peu onéreux et disponible en quantités abondantes. La nécessité d'utiliser des tubes en acier et des compresseurs semi-hermétiques, mais également d'installer un certain nombre de dispositifs de sécurité, comme des détecteurs de gaz, se ressent toutefois sur le coût des installations à l'ammoniac.

L'ammoniac est aujourd'hui principalement utilisé dans des applications de réfrigération industrielle : 
• Entrepôts frigorifiques de distribution 
• Tunnels de congélation 
• Brasseries 
• Usines agroalimentaires (abattoirs, usines de crèmes glacées, etc.) 
• Chalutiers 

 
 
Il s'agit d'applications à charge élevée mais des travaux sont en cours pour développer des systèmes à l'ammoniac à faible charge permettant de mieux exploiter les propriétés thermodynamiques et environnementales avantageuses de l'ammoniac. Danfoss et ses partenaires de recherche s'efforcent notamment de mettre au point des systèmes à faible charge avec de nouveaux algorithmes de contrôle avancés, et de poursuivre le développement d'échangeurs de chaleur optimisés pour l'ammoniac, de systèmes DX et de nouveaux systèmes en cascade au CO₂.