Amoniak (NH3) to znany czynnik chłodniczy, stosowany szczególnie w dużych zakładach przemysłowych, w których można w pełni wykorzystać jego zalety bez zagrożenia dla bezpieczeństwa.
Amoniak ma korzystne właściwości termodynamiczne. W szerokim zakresie zastosowań przewyższa syntetyczne czynniki chłodnicze. Ma też jednak kilka wad, które do tej pory uniemożliwiały jego używanie w zastosowaniach komercyjnych, np. wady związane z kompatybilnością materiałową, toksyczność, czy łatwopalność.
Amoniak jest wysoce efektywnym czynnikiem chłodniczym o efektywności teoretycznej nieco wyższej niż w przypadku R134a lub propanu. Istnieją dowody na to, że w praktyce układy amoniakalne działają nawet lepiej niż w teorii.
Ze względu na toksyczność i łatwopalność amoniaku, jego użycie w instalacjach jest regulowane przez przepisy krajowe. Nawet po wprowadzeniu surowych przepisów mających na celu zapewnienie bezpieczeństwa pracy duży nacisk kładzie się na zmniejszenie ilości amoniaku wprowadzanego do instalacji, w szczególności na terenach zamieszkałych.
Jednym ze sposobów na spełnienie wymogów bezpieczeństwa jest stosowanie amoniaku jako czynnika chłodniczego w połączeniu z pośrednim obiegiem CO2 w przypadku średnich i wysokich temperatur lub w systemach kaskadowych dla niskich temperatur.
Personel serwisowy w zakładzie musi zostać odpowiednio przeszkolony w zakresie postępowania z amoniakiem w celu zapewnienia bezpiecznej eksploatacji systemu.
Amoniak jest naturalnym czynnikiem chłodniczym. Ma zerowy potencjał ODP i GWP. Te cechy oraz jego efektywność sprawiają, że jest to jeden z najbardziej przyjaznych dla środowiska czynników chłodniczych.
Wartości ciśnienia roboczego amoniaku są porównywalne z wartościami innych powszechnie stosowanych czynników chłodniczych (HFC i HC) i ma stosunkowo wysoką temperaturę wrzenia (-33,3°C). Amoniak charakteryzuje się wysoką wydajnością objętościową, dlatego też rury w instalacji amoniaku mają mniejszą średnicę niż rury w instalacji HFC. Należy jednak zauważyć, że w przypadku stosowania amoniaku w rurociągach ssawnych średnice te są większe niż w przypadku instalacji CO2.
Amoniak jest kompatybilny ze wszystkimi powszechnie stosowanymi materiałami, za wyjątkiem miedzi i mosiądzu. Oznacza to, że można stosować tylko spawane rury stalowe. Ponadto konieczne jest stosowanie sprężarek półhermetycznych lub hermetycznych ze specjalną izolacją uzwojeń silnika lub uzwojeniem aluminiowym.
Amoniaku nie można mieszać ze zwykłymi olejami. Ponadto amoniak jest lżejszy od oleju, dzięki czemu konstrukcja systemów powrotu oleju jest dosyć prosta.
Amoniak jest niedrogim i powszechnie dostępnym czynnikiem chłodniczym. Instalacje amoniaku są jednak stosunkowo drogie, ponieważ wymagają użycia stalowych rur, sprężarek półhermetycznych oraz instalacji wielu zabezpieczeń, takich jak wykrywacze czynnika.
Obecnie amoniak jest stosowany przede wszystkim w chłodnictwie przemysłowym: • chłodnie dystrybucyjne; • zamrażalnie tunelowe; • browary; • zakłady przetwórstwa spożywczego (rzeźnie, zakłady produkcji lodów itp.); • trawlery rybackie.
Zastosowania te wiążą się z wysokimi opłatami ze względu na dużą ilość substancji, jednakże trwają prace nad opracowaniem układów napełnianych małą ilością amoniaku, pozwalających wykorzystać sprzyjające termodynamiczne i środowiskowe własności tej substancji. Niektóre działania podejmowane przez firmę Danfoss i partnerów badawczych obejmują opracowywanie układów napełnianych małą ilością czynnika z nowymi, zaawansowanymi algorytmami sterowania, dalszy rozwój wymienników ciepła przystosowanych do pracy z amoniakiem, systemów z ciśnieniowym zasilaniem parowników oraz nowych układów kaskadowych z CO2.