История аммиака как хладагента

Аммиак применяется в качестве хладагента более 150 лет. Некоторые рабочие вещества сошли со сцены, появились новые, а он продолжает работать! И это несмотря на множество недостатков. Аммиак ядовит, небольшая его примесь в воздухе вызывает тяжелое отравление. В смеси с воздухом он взрывоопасен. Наконец, он разъедает цветные металлы, поэтому применять их в аммиачных машинах нельзя. Любому другому хладагенту такого букета недостатков наверняка бы не простили, но аммиак продолжает жить и имеет хорошие перспективы.

Аммиак (NH3) имеет долгую историю применения в холодильном оборудовании. В номенклатуре хладагентов (R-нумерации) ему присвоено обозначение R717.

Исторические даты

В 1872 г. в США Дэвид Бойль первым применил аммиак в качестве хладагента для парокомпрессионной холодильной установки.
В 1876 г. Карл фон Линде построил компрессионную холодильную машину для пивоваренного завода в Триесте (тогда принадлежавшем Австро-Венгрии). В качестве хладагента машина использовала аммиак.
Аммиак применялся и в первом бытовом кондиционере, выпущенном в США в 1929 году. Чтобы избежать неприятных последствий в случае утечки хладагента, холодильная машина размещалась на улице, а охлаждаемая ею вода подавалась к установленному в помещении вентиляторному доводчику.

После изобретения фреона R22 в 1928 году R717 был временно вытеснен с мирового холодильного рынка. Тем не менее, в СССР аммиак довольно широко применялся в промышленном и торговом холоде. Им заправлялись даже некоторые модели бытовых холодильников.

Начиная с 60-х годов во многих крупных городах хладокомбинаты и другие пищевые производства строились в одном районе — так называемой промышленной зоне. Таким образом, рядом оказывались хладокомбинат, пищекомбинат, молочный завод, мясокомбинат, пивоваренный завод, плодоовощное объединение. В радиусе нескольких километров концентрировалось до нескольких сот тонн аммиака. В результате развития городов отдельные предприятия оказались в центре жилых массивов, и в случае техногенной катастрофы население могло оказаться в опасности из-за токсичных свойств аммиака. После нескольких аварий с человеческими жертвами (что было обусловлено износом устаревшего оборудования и человеческим фактором) были приняты жесткие нормы и правила по применению аммиака в качестве рабочего вещества.

Вопросы безопасного использования аммиака успешно решаются во всем мире за счет:

использования современных систем с минимальной заправкой;
использования систем промежуточного охлаждения (аммиак + вторичный хладагент);
использования систем автоматики и предупреждения;
вентиляции машинных отделений;
обучения и сертификации персонала.

После подписания и ратификации международным сообществом Монреальского протокола, запрещающего использование опасных для окружающей среды синтетических рабочих веществ (фреонов), аммиак вновь занял лидирующую позицию на рынке промышленного охлаждения.

В настоящее время основная область применения аммиака как хладагента – холодильные машины большой мощности (от 1 МВт и выше). Аммиак используется как в собственно аммиачных холодильных машинах, так и в высокотемпературных контурах каскадных систем, хладагентом низкотемпературных контуров которых служит диоксид углерода (CO2, R744).

По результатам моих исследований складывается четкая картина: в большинстве (80–90 %) крупных холодильных систем в Европе используется аммиак.
— писал ведущий эксперт по хладагентам Андерс Линдборг в 2010 году.

Также в его сообщении приводились данные по смертности в результате несчастных случаев, связанных с применением аммиака: «Все происшествия такого рода, приведшие к смерти, учитываются (в США — последние с 1999 г., в Великобритании — с 1986 г., в Швеции — c 1940 г.). Судя по этим данным, шанс в течение года умереть от аммиака есть лишь у двух человек из миллиарда. Для сравнения: по сведениям американских статистиков, вероятность в течение года погибнуть от удара молнии — 32 на миллиард».

Холодильные установки, использующие аммиак, подлежат обязательному контролю со стороны государственных органов. Стоит отметить тот факт, что, несмотря на отрицательные свойства, существует система подготовки специалистов для работы с данным хладагентом, а также проверенная практикой нормативная документация.

Прекрасные термодинамические свойства, озонобезопасность, нулевой потенциал глобального потепления и дешевизна позволяют рассматривать аммиак, как перспективный хладагент для применения не только в промышленном охлаждении, но и в установках полупромышленного назначения, а также в системах кондиционирования воздуха.

Читайте также: