Por que usar amônia na refrigeração industrial?

A amônia oferece inúmeros benefícios à refrigeração industrial

A amônia foi utilizada para refrigeração pela primeira vez em 1876, em uma máquina de compressão a vapor por Carl Von Linde. Outros refrigerantes, como CO₂ e SO₂, também eram comumente usados até a década de 1920.

Com o desenvolvimento dos CFCs (clorofluorcarbonetos) nos EUA, em 1920, houve um favorecimento a esses refrigerantes em comparação a todos os outros refrigerantes utilizados na época, e os CFCs foram considerados substâncias químicas inofensivas e extremamente estáveis. As consequências para o ambiente externo de liberações em massa de refrigerante não podiam ser previstas naquela época. Os refrigerantes “CFC” eram divulgados como refrigerantes seguros, o que resultou em uma aceleração na demanda e no sucesso dos CFCs. Esses refrigerantes ficaram conhecidos como refrigerantes fabricados pelos homens e enviados por Deus.

Devido ao sucesso dos CFCs, a amônia sofreu grande pressão, mas manteve sua posição, especialmente em grandes instalações industriais e na preservação de alimentos.

Na década de 1980, os efeitos nocivos de refrigerantes CFC se tornaram aparentes, e o fato de que refrigerantes CFC contribuíam para o esgotamento da camada de ozônio e para o aquecimento global passou a ser amplamente aceito, resultando por fim no Protocolo de Montreal (1989), por meio do qual quase todos os países aceitaram realizar uma eliminação gradual de CFCs em um programa vinculado a um cronograma.

Com a gravidade dos danos à atmosfera e dos perigos resultantes devido às emissões de CFC/HCFC e também por causa dos efeitos do aquecimento global, as revisões no Protocolo de Montreal (1990), Copenhague (1992) e Kyoto, Japão (1998), exigiram um cronograma de eliminação acelerado. Até mesmo os HCFCs estão sendo gradualmente eliminados, e a Europa tem sido pioneira nesse movimento.

Muitos países europeus pararam de utilizar refrigerantes HCFC e, assim, novos refrigerantes e também alguns já muito testados e confiáveis, como amônia e dióxido de carbono, estão sendo considerados para diversas novas aplicações.

A amônia traz diversos benefícios que foram comprovados por décadas de aplicações de sistemas de refrigeração com amônia.

1. Eficiência energética

A amônia é uma das aplicações mais eficientes disponíveis, com uma faixa de aplicação que vai de altas a baixas temperaturas. Com o crescente foco no consumo de energia, os sistemas de amônia são uma opção segura e sustentável para o futuro. Normalmente, um sistema de amônia inundado seria de 15% a 20% mais eficiente do que um DX R404A. Desenvolvimentos recentes na combinação de NH3 e CO2 contribuíram para aumentar ainda mais a eficiência. O NH3/CO2 em cascata é extremamente eficiente para aplicações de temperatura baixa e muito baixa (abaixo de -40 °C), ao passo que sistemas de salmoura de NH3/CO2 são cerca de 20% mais eficientes do que as salmouras tradicionais.

2. Meio ambiente

A amônia é o refrigerante mais ecológico existente. Ela pertence ao grupo dos chamados refrigerantes “naturais” e tem zero potencial de aquecimento global (GWP) e zero potencial de destruição do ozônio (ODP).

3. Segurança

A amônia é um refrigerante tóxico e também inflamável em determinadas concentrações. Esse é o motivo pelo qual deve ser manuseada com cuidado, e todos os sistemas de amônia precisam ser projetados com a segurança em mente. Ao mesmo tempo, diferentemente da maioria dos outros refrigerantes, ela possui um odor característico que pode ser detectado por humanos, mesmo em concentrações muito baixas. Isso fornece um sinal de aviso mesmo em caso de um pequeno vazamento de amônia. Caso seja necessário reduzir a carga de amônia, uma combinação de amônia e CO2 (como em cascata ou salmoura) pode ser uma opção boa e eficiente.

4. Tamanhos menores de tubos

As fases de vapor e líquida da amônia exigem menores diâmetros de tubulações do que a maioria dos refrigerantes químicos.

5. Melhor transferência de calor

A amônia possui propriedades de transferência de calor melhores do que a maioria dos refrigerantes químicos e, portanto, permite o uso de equipamento com menor área de transferência de calor. Desse modo, a construção da instalação custará menos. Porém, como essas propriedades também beneficiam a eficiência termodinâmica do sistema, ela também reduz os custos de operação do sistema.

6. Preço do refrigerante

Em diversos países, o custo da amônia (por kg) é consideravelmente inferior ao custo dos HFCs. Essa vantagem é ainda multiplicada pelo fato de que a amônia tem uma densidade mais baixa na fase líquida. Além disso, como qualquer vazamento de amônia será detectado muito rapidamente devido ao odor, qualquer possível perda de refrigerante também será mais baixa.

A amônia não é um refrigerante universal e, em geral, é adequada para aplicações comerciais e industriais pesadas. A toxicidade, a inflamabilidade e a compatibilidade de material da amônia devem ser levadas em conta. Ao mesmo tempo, existe uma enorme população global de sistemas de amônia nos quais esses desafios são solucionados com sucesso.