为什么工业制冷采用氨？

氨在工业制冷中具有多种优势

1876 年 Carl Von Linde 首次在蒸汽压缩机中采用氨作为制冷剂。CO2 和 SO2 等其他制冷剂直到上世纪 20 年代才得到广泛应用。

20 世纪 20 年代，氯氟烃在美国的发展使天平转向了这种新型制冷剂。与当时采用的其他所有制冷剂相比，氯氟烃可视为一种无害而且非常稳定的化学物质。但当时无法预见大量使用此制冷剂对外部环境造成的后续影响。“CFC”制冷剂被提倡为一种安全制冷剂，导致需求增加和 CFC 取得成功。这些制冷剂被誉为上帝的恩赐和人造化学品。

随着 CFC 的成功，氨制冷剂压力剧增，但仍艰难保持了其地位，特别是在大型工业装置和食品保存行业。

到了 80 年代，氯氟烃制冷剂的有害作用开始显现。一个普遍接受的事实是，氯氟烃制冷剂会导致臭氧层空洞和全球变暖。最后世界各国签订了《蒙特利尔议定书》（1989 年），几乎所有国家都同意逐步淘汰氯氟烃。

鉴于大气受到的严重破坏以及 CFC/ HCFC 排放和全球变暖效应带来的危害，《蒙特利尔议定书》修订版（1990 年）、1992 年《哥本哈根协议》和 1998 年《京都议定书》要求加速淘汰氯氟烃制冷剂。同时 HCFC 也将被淘汰，欧洲率先行动起来。

许多欧洲国家已经停止使用 HCFC 制冷剂，新型制冷剂和经过验证值得信赖的制冷剂，例如氨和二氧化碳将在各种新应用中尝试采用。

氨具有许多优点，这在数十年氨制冷系统应用中已经得到验证。

1. 高能效

氨是一种极具能效的制冷剂，在高温到低温应用中广泛使用。随着对能量损耗的逐渐重视，氨制冷系统将是未来的一种安全可持续的选择。通常，氨满液系统的能效比 DX R404A 配对物系统高出 15-20 %。最近研究，氨和二氧化碳的混合使用能够显著提高能效。NH3/CO2 复叠系统在低温和超低温（低于 -40°C）应用中具有极高能效，同时 NH3/CO2 盐水系统的能效比传统盐水系统高出约 20%。

2. 环境

氨是一种非常环保的制冷剂。它属于“天然制冷剂”，其全球变暖系数 (GWP) 和臭氧破坏系数 (ODP) 均接近于零。

3. 安全

氨是一种有毒制冷剂，在一定浓度下属于可燃物质。因此必须妥善处理，而且所有氨制冷系统必须考虑安全设计因素。同时，不同于其他制冷剂，其特殊气味在极低、浓度时也能轻松被人体轻易辨识。即使出现极少的氨泄漏，也能获得报警信号。此时，需要降低氨的充注量，同时采用氨和二氧化碳混合（满液或盐水）可作为良好有效的措施。

4. 小管径

气态和液态氨所需管道规格均小于其他大部分化学制冷剂。

5. 传热性能更高

氨的传热性能比绝大多数化学制冷剂更优秀，因此设备使用的传热区域可以更小。所以设备的制造成本会更低。而且这些特性还有益于系统的热力学效率，还能降低系统的运行成本。

6. 制冷剂价格

在许多国家，氨（每千克）的价格低于氢氟烃（HFC）的价格。由于氨在液体状态的密度更低，使其价格优势倍增。此外，由于氨具有刺激性气味，因此能够迅速探测到泄漏，从而制冷剂的可能损失变得更低。

氨不是一种通用制冷剂，主要用于工业和重型商业应用。氨具有毒性、可燃性和材料腐蚀性，因此必须妥善使用。同时，氨系统的巨大全球污染已经得到解决。