Hvorfor bruge ammoniak til industrikøling?

Ammoniak tilbyder et utal af fordele til industrikøling

Ammoniak blev brugt til køling for første gang i 1876 i en dampfortætningsmaskine af Carl Von Linde. Andre kølemidler såsom CO₂ og SO₂ var også almindeligt brugt indtil 1920'erne.

Udviklingen af CFC'er (chlorfluorcarboner) i USA i 1920'erne betød, at disse kølemidler vandt indpas, da CFC'erne, sammenlignet med alle andre kølemidler, der blev anvendt dengang, blev anset for at være harmløse og ekstremt stabile kemikalier. Dengang kunne man ikke have forudset konsekvenserne af de massive udledninger af kølemiddel til atmosfæren. "CFC"-kølemidler blev markedsført som sikre kølemidler, hvilket førte til en stigende efterspørgsel og dermed CFC'ernes succes. Disse kølemidler blev kendt som naturlige og menneskeskabte kemikalier.

Da CFC'erne fik stor succes, kom ammoniak under alvorligt pres, men den formåede at fastholde sin position, især i store industrielle installationer og til fødevareopbevaring.

I 1980'erne stod det klart, at CFC-kølemidlerne havde skadelige virkninger, og der var generel enighed om, at CFC-kølemidlerne bidrager til nedbrydningen af ozonlaget og til den globale opvarmning, hvilket i sidste ende førte til Montreal-protokollen (1989), hvor næsten alle lande blev enige om at udfase CFC'erne inden for en tidsafgrænset periode.

I betragtning af de alvorlige skader på atmosfæren og de deraf følgende farer pga. CFC-/HCFC-emissioner, som også skyldes følgerne af den globale opvarmning, krævede revideringerne af Montreal-protokollen (1990) i 1992 (København) og 1998 (Kyoto) en hurtigere udfasningsplan. HCFC'erne skal også udfases, og her indtager Europa en førerposition.

Mange lande i Europa er stoppet med at bruge HCFC-kølemidler, og nye kølemidler samt gennemprøvede og pålidelige kølemidler såsom ammoniak og kuldioxid overvejes også til forskellige nye applikationer.

Ammoniak har en række fordele, som er blevet dokumenteret igennem årtiers anvendelse af ammoniakkølesystemer.

1. Energieffektivitet

Ammoniak er et af de mest effektive kølemidler med et anvendelsesområde fra høje til lave temperaturer. Med det stadigt stigende fokus på energiforbrug er ammoniakanlæg et sikkert og bæredygtigt valg for fremtiden. Et oversvømmet ammoniakanlæg vil typisk være 15-20 % mere effektivt end en tilsvarende DX R404A. Nylige udviklinger inden for kombinationer af NH3 og CO2 bidrog til yderligere at øge effektiviteten. NH3-/CO2-kaskadesystemer er utroligt effektive til applikationer med lave til meget lave temperaturer (under -40 °C), mens NH3-/CO2-brinesystemer er ca. 20 % mere effektive end traditionelle brineanlæg.

2. Miljø

Ammoniak er det mest miljøvenlige kølemiddel. Det tilhører gruppen af såkaldte "naturlige" kølemidler, og det har både et globalt opvarmningspotentiale (GWP) og ozonnedbrydningspotentiale (ODP) svarende til nul.

3. Sikkerhed

Ammoniak er et giftigt kølemiddel, og det er også brændbart i visse koncentrationer. Det er derfor, at det skal håndteres med forsigtighed, og alle ammoniakanlæg skal være konstrueret med sikkerhed for øje. Samtidig har det, i modsætning til de fleste andre kølemidler, en karakteristisk lugt, som kan lugtes af mennesker, selv ved meget lave koncentrationer. Dette giver et advarselstegn, selv i tilfælde af mindre ammoniaklækager. Hvis det bliver nødvendigt at reducere ammoniakfyldningen, kan en kombination af ammoniak og CO₂ (som kaskade eller som brine) være en god og effektiv mulighed.

4. Mindre rørstørrelser

Både i damp- og væskefasen kræver ammoniak mindre rørdiametre end de fleste kemiske kølemidler.

5. Bedre varmeoverførsel

Ammoniak har bedre varmeoverførselsegenskaber end de fleste kemiske kølemidler, og derfor giver det mulighed for at bruge udstyr med et mindre varmeoverførende areal. Derfor vil anlæggets konstruktionsomkostninger være lavere. Men da disse egenskaber også gavner den termodynamiske effektivitet i anlægget, reducerer det også anlæggets driftsomkostninger.

6. Kølemiddelpris

I mange lande er omkostningerne ved ammoniak (pr. kg) betydeligt lavere end omkostningerne ved HFC'er. Denne fordel øges endda af det faktum, at ammoniak har en lavere massefylde i flydende fase. Endvidere registreres alle ammoniaklækager meget hurtigt på grund af lugten. Derfor vil et eventuelt tab af kølemiddel således også være lavere.

Ammoniak er ikke et universalkølemiddel og er hovedsageligt egnet til industrielle og tunge kommercielle applikationer. Det er vigtigt at tage ammoniaks giftighed, brændbarhed og materialekompatibilitet i betragtning. Men der er et stort antal ammoniakanlæg på verdensplan, hvor disse udfordringer håndteres med vellykket resultat.