Decyzja zastosowania w instalacji chłodniczej konkretnego czynnika chłodniczego, w olbrzymim stopniu determinuje nie tylko kolejne wybory przedsiębiorcy, ale także stosunek ponoszonych kosztów do uzyskanych efektów. Ma więc kapitalne znaczenie zarówno dla inwestora, jak i przyszłych wykonawców. Ujmując problem praktycznie alternatywą dla freonów, jest amoniak. Czy można jednak dokonać oceny grup czynników chłodniczych i wskazać idealne rozwiązanie?


Często nasza opinia dotycząca czynników chłodniczych, jest wypadkową oddziaływań producentów, będących reklamodawcami. Poziom wiedzy nie pozwala nieraz na samodzielne podjęcie tak ważnych decyzji, jak dobór czynników chłodniczych. Artykuł ten niech będzie wstępem do dyskusji na temat stosowania konkretnych czynników chłodniczych. Warto pamiętać, iż właśnie ta zweryfikowana w praktyce wiedza przekłada się na wymierny wynik ekonomiczny.
Czynnik chłodniczy pełni w instalacji funkcję nośnika energii cieplnej. Ciepło doprowadzone podczas parowania czynnika chłodniczego w komorze chłodniczej, mroźni, jest odprowadzane od pary nasyconej suchej podczas procesu skraplania. Nie wgłębiając się w zagadnienia z pracowni cieplno – chłodniczej, możemy stwierdzić, że pewne substancje są lepszymi nośnikami energii cieplnej, a inne gorszymi. Podobnie ja Mercedes S klasy, niewątpliwie okaże się mniej wydajny w pracach polowych, niż ciągnik rolniczy. Co nie znaczy, że samochód ten jest gorszy. Podobnie jest w przypadku czynników chłodniczych. Parametry fizyko – chemiczne decydują o ich przydatności i skuteczności w procesach schładzania towaru i pomieszczeń w konkretnych sytuacjach. Można wymienić kilkanaście istotnych warunków stawianych dobrym czynnikom chłodniczym. Te które sprostają najliczniejszym wymaganiom, można uznać za najlepsze.
Wady i zalety poszczególnych czynników chłodniczych można rozpatrywać na trzech płaszczyznach:
1. Inwestorska - ocena rentowność przedsięwzięcia.
2. Wykonawcza – zagadnienia praktyczne montażu i demontażu.
3. Ekologiczna – wpływ na środowisko naturalne, wraz z problematyką bezpieczeństwa.
Rachunek kosztów i przychodów może być odnoszony zarówno do dłuższej, jak i krótszej perspektywy czasowej. Niewątpliwie jednorazowy koszt zbudowania nowej instalacji amoniakalnej jest wyższy, niż w przypadku urządzeń freonowych. Po części jest to związane z malejącą popularnością nowych instalacji amoniakalnych. Malejący popyt rynkowy powoduje wzrost kosztów produkcji. Sam czynnik jest bowiem zdecydowanie tańszy od wszelkich freonów. Dla inwestora ważne jest jednak, iż amoniak charakteryzuje się wielokrotnie większą wydajnością chłodniczą niż freon . W rezultacie oznacza nie tylko niższy koszt stały, związany ze zużyciem energii elektrycznej ale także zdecydowanie zmniejszenie zawodność, przy wyższej trwałość instalacji i urządzeń .
W przypadku instalacji amoniakalnej stosujemy inne materiały niż w przypadku freonów. O ile te drugie wykonuje się z miedzi, o tyle amoniakalne z rur stalowych. Ten czynnik wchodzi bowiem w reakcje z metalami kolorowymi: miedzią, cynkiem i ich stopami. Stąd inna technologia pracy. Praktyczne znaczenie ma zapach amoniaku wyczuwany nawet z odległości 500 metrów. Pozwala on wykryć nawet najmniejszą nieszczelność. Pracując z instalacjami freonowymi, stosujemy specjalne urządzenia, pozwalające wykryć bezwonny freon. Serwisowaliśmy instalację freonową, w której minimalnie uszkodzony został lamel parownika. Wydostawanie się freonu pozwoliły zdiagnozować dopiero czujniki, oraz niedobór czynnika w instalacji. Nieszczelność amoniaku zostałaby natychmiast zauważona. W rezultacie instalacja nie pracowała prawidłowo do czasu serwisu.
Drugą, przydatną dla praktyków cechą tego czynnika chłodniczego, jest doskonała rozpuszczalność w wodzie. Ułatwia ona między innymi usuwanie amoniaku z instalacji. Przepuszcza się wówczas pary amoniaku przez pojemnik z wodą. Do rozpuszczenia kilograma czynnika, wystarcza 5,5 litra wody. Obserwując pracę monterów i serwisantów urządzeń freonowych, należy stwierdzić, że wydostawanie się freonu do atmosfery, zdarza się często. Czasem jest to nieuchronne, właśnie z powodu właściwości fizycznych tego czynnika chłodniczego . Warto pamiętać, że określenie freonu jako bezpiecznego, oznacza jedynie spełnianie odpowiednich norm. Nie oznacza jednak nieszkodliwości czynnika.


Amoniak odznacza się pełną obojętnością ekologiczną. Co więcej, pełni w środowisku naturalnym pozytywną rolę. W postaci gazowej dzięki swej lekkości szybko unosi się ku górze. Pogląd o niebezpieczeństwach związanych z tym czynnikiem, pochodzi od jego nieprzyjemnego, gryzącego zapachu. Jest on jednak jego zaletą- próg wykrywalności amoniaku jest dwudziestokrotnie niższy od stężenia szkodliwości, a 280 – krotnie niższy od dawki śmiertelnej. Zanim dojdzie do niebezpiecznego stężenia, każda istota zdolna do samodzielnego poruszania, jest w stanie opuścić zagrożony teren. Podobnie jest z temperaturą zapłonu, która wynosi 651ºC. Nie ma więc możliwości zapalić go papierosem czy zapałka. Amoniak jest więc substancją bezpieczną, pod warunkiem stosowania go w prawidłowo zaprojektowanych i wykonanych urządzeniach chłodniczych, czy pompach ciepła.
Amoniak jest stosowany w technice chłodniczej od 130 lat. Został więc doskonale wypróbowany. Jest bezkonkurencyjny w zakresie od Oº C do -50ºC, choć coraz częściej spotyka się również klimatyzatory pracujące na amoniaku, jak i niewielkie instalacje chłodnicze. Niewątpliwie przyszłość należy do naturalnych czynników chłodniczych, takich jak woda, amoniak czy dwutlenek węgla. Choć mają one także liczne ograniczenia, są zdecydowanie lepszymi w sferze czy to ekologii, ekonomiki czy prostoty instalacji. Należy podkreślić, iż bezpieczne stosowanie amoniaku uwarunkowane jest właściwym zaprojektowaniem i prawidłowym wykonaniem instalacji lub urządzenia. Równocześnie obserwujemy malejącą liczbę fachowców w dziedzinie chłodnictwa amoniakalnego.
Podczas dwudziestoletniego doświadczenia w wykonywaniu, ale i demontażu instalacji amoniakalnych, byliśmy świadkami wielu decyzji inwestorskich. Liczni przedsiębiorcy demontowali instalacje amoniakalne, stosując różne nowinki, włącznie z chłodzeniem przy użyciu ciekłego azotu. W rezultacie, ponoszone koszty przerastały osiągany przychód. W takiej zaś sytuacji przedsiębiorstwa prywatne upadają, a państwowe funkcjonują ponosząc straty.
Podsumowując te krótkie rozważania, instalacje amoniakalne są powszechnie stosowane tam, gdzie decyzja o wyborze czynnika chłodniczego zależy od kalkulacji inwestora, nie zaś zewnętrznych nacisków. Mówiąc lapidarnie, liczy się skuteczność przedsięwzięcia i osiągnięty zysk.
Zachęcam Czytelników do dyskusji na poruszony temat. W sytuacji obecnej w Polsce gospodarki sztywnych i często nieracjonalnych reguł, warto prowadzić fachowe rozmowy. Chętnie odpowiemy na wszelkie pytania związane z tematem chłodnictwa amoniakalnego, oraz udzielimy porad technicznych na łamach portalu.
Jakub J. Pietrzak
ZC FROST

1 Decyduje ciepło parowania, które dla amoniaku, przy – 33,4ºC i ciśnieniu 1,013 bar wynosi 1370 kJ/kg. Przykładowo entalpia czynnika R407C wynosi zaledwie 188,3 kJ/kg.
³ W rezultacie, instalacje amoniakalne spotykane w mleczarniach, mają często sporą nadwyżkę mocy chłodniczej. Stosowanie akumulacyjnych oziębiaczy wody, pozwala dodatkowo magazynować tę energię i wykorzystać ją na przykład w klimatyzacji zakładu.
³ Wmówiono jednak użytkownikom, że amoniak jest bardziej niebezpieczny bo ma mniej przyjemny zapach niż freon.


Komentarze

  • Amoniak a freon.

    Witam. Ciekawy artykuł. Czy jest jakiś próg wydajności, od której opłaca się stosować amoniak niż freon?

  • Tani amoniak?

    Duża jednostkowa (masowa)wydajność chłodnicza amoniaku z pewnością jest zaletą w dużych instalacjach. Mimo to ich napełnienia sięgają nawet kilku tysięcy kg. W małych instalacjach ( kilka kW) powstaje problem zasilania parowaczy niewielkim strumieniem czynnika. O wielkości sprężarki decyduje strumień czynnika i objętość właściwa pary czynnika przed sprężarką. Jednostkowe objętościowe wydajności amoniaku i czynnika np. R22 są porównywalne, a więc i sprężarki na taką samą wydajność są podobne. W instalacjach freonowych jednostopniowych można bez większych trudności uzyskać niskie temperatury parowania rzędu -40*C, przy amoniaku trzeba chłodzić głowice i olej sprężarek, a także stosować układu dwustopniowe. Gdyby podczas budowy instalacji freonowych przestrzegano zasad montażu jak dla instalacji amoniakalnych, nie byłoby problemów z ubytkiem czynnika. Róznicę w kosztach najłatwiej odczuwa się przy ciągłym uzupełnianiu czynnika.
    Jestem zwolennikiem stosowania instalacji amoniakalnych. Obecnie trudno zdobyć doświadczenie w tej dziedzinie chłodnictwa. W okresie mojej pracy w COCH zbudowałem małą instalcję doświadczalną o napełnieniu ok. 5 kg ze sprężarką semihermetyczną firmy Frigopol. Można na niej porównać różne systemy zasilania parowacza.

  • Amoniak

    Witam. Bardzo dobry artykuł.Od wielu lat zajmuję się remontem amoniakalnych urządzeń chłodniczych głównie remontuję sprężarki typu 3, 6,10 W produkcij WUCH-Dębica. przeprowadzałem również remont-modernizacię kilku maszynowni chłodniczych .Pracuję głownie w mleczarniach , od dłuszego czasu poszukuję prostego /taniego/ sposobu pozbycia się amoniaku z np. zamkniętej maszynowni. Pan pisze że do rozpuszczenia 1kg.NH3 potrzeba 5 litr wody ale co dalej z tą wodą co mówią przepisy . Byłbym wdzięczny za jakąś informację , chętnie podzielę się moją wiedzą na temat w/w spręzarek/33lat w temacie/ ,posadam części zamienne itp.Mam "Ziieloną Kartę " serwisanta wydaną przez COCH-Kraków
    Pozdrawiam; J Włodarski