Скорошни влизания
Места на интерес
Класифициран от ASHRAE под номенклатурата R-717, в групата на естествените хладилни агенти, амонякът не разрушава озоновия слой и поради своите свойства има предимството да произвежда температури до -70 ° C.
Класифициран от ASHRAE под номенклатурата R-717, в групата на естествените хладилни агенти, амонякът не разрушава озоновия слой и поради своите свойства има предимството да произвежда температури до -70 ° C.
Инж. Джоел Рубио Маркес
Амонякът има по-висок коефициент на топлопреминаване от R-22, поради своите термодинамични и транспортни свойства
Охлаждането е отдавна известен процес. През 12 век китайците използват смеси от селитра, за да охладят водата; През 16 и 17 век изследователи и автори като Бойл, Фарадей (със своите експерименти за изпаряване на амоняк) правят първите практически опити да произведат студ.
През 1834 г. Перкинс разработва патента си за етерна компресионна хладилна машина и през 1835 г. Тилорие произвежда сух лед чрез разширяване; Телие построява първата компресионна машина за търговски цели, Пикте разработва машина за компресиране на серен диоксид.
Амонякът е първият хладилен агент, използван в компресионни хладилни инсталации през 1876 г. от Карл фон Линде. Оттогава се използва в големи хладилни инсталации като мандри, пивоварни, кланици и други места с високи изисквания за охлаждане.
И до днес амонякът остава най-широко използваният хладилен агент в индустриалните хладилни системи за преработка и консервиране на повечето храни и напитки. Амонякът е начело на напредъка в хладилната технология, като е важна част от логистиката за преработка, съхранение и дистрибуция на храни.
Класифициран от ASHRAE с R-717, в групата на естествените хладилни агенти, той не разрушава озоновия слой и не допринася за парниковия ефект, свързан с глобалното затопляне. Всъщност амонякът е съединение, което често се среща в природата. Той е от съществено значение в азотния цикъл на земята и изпускането му в атмосферата веднага се рециклира. Това го прави в съответствие с международните споразумения относно намаляването на глобалното затопляне и унищожаването на озоновия слой.
Правилната оценка на въздействието на хладилните агенти и хладилните системи върху околната среда изисква разглеждане както на тяхното пряко, така и на косвено въздействие върху глобалното затопляне. Хладилните системи допринасят пряко за глобалното затопляне, чрез парниковия ефект, причинен от изтичането на хладилни газове. Косвено те допринасят за глобалното затопляне, като произвеждат емисии на въглероден диоксид в резултат на превръщането на изкопаемите горива в енергията, необходима за работата на охладителните системи.
„Общото еквивалентно затоплящо въздействие“ или TEWI се определя като сумата от тези преки и непреки приноси. Стойността на TEWI на амоняка е много ниска, тъй като тя сама по себе си не допринася за глобалното затопляне. Поради благоприятните си термодинамични характеристики, амонячните хладилни системи използват по-малко енергия от другите обичайни хладилни агенти. В резултат на това има непряка полза за глобалното затопляне поради по-ниските емисии на CO2 от електроцентралите.
| Амонячни свойства |
| • Температура на самозапалване: 690 ° C (1274 ° F) • Долна граница на запалимост (LII): 16% • Горна граница на запалимост (LSI): 25% |
Амонякът е умерено гориво и се счита от експерти в индустриалния химически сектор като относително негорим. Енергията на горене на амоняка е по-малка от енергията му на самозапалване, това означава, че амонякът не може да остане запален сам по себе си без външен източник на запалване, въпреки че същият източник е запалил огъня.
Амонякът във високи концентрации е изключително токсичен, но силната му миризма е отлична аларма. Концентрацията на амоняк, където миризмата му не може да бъде понесена (около 0,03 обемни%), не е вредна, стига да е изложен на нея само за ограничен период от време (дори след повече от час, няма забележими отрицателни ефекти върху здравето на хората).
Цената на амоняка е много по-малка от тази на всеки синтетичен хладилен агент, като цяло инсталирането му струва с 10 до 20% по-малко. Термодинамично амонякът е с 3 до 10% по-ефективен от другите хладилни агенти; в резултат на това амонячната хладилна система има по-нисък разход на електроенергия.
Цената на амоняка сама по себе си е значително по-ниска от другите хладилни агенти и изисква по-малко количество за същото приложение от другите хладилни агенти и като естествено вещество няма срок, в който може да бъде произведен или използван, за разлика от други синтетични хладилни агенти чието използване или производство е ограничено до определен брой години.
| Таблица 1: Термодинамични свойства (-8 ° C) | ||
| ИМОТ | АМОНИЯ | R-22 |
| Специфична топлина (KJ/Kg ° C) | 4.65 | 1.15 |
| Топлопроводимост (W/m ° C) | 0,55 | 0.10 |
| Вискозитет (cP) | 0,20 | 0,25 |
| Таблица 2: Коефициент на топлопреминаване (W/m2 ° C) | ||
| АМОНИЯ | R-22 | |
| Кондензиране от външната страна на тръбите | 3500-7000 | 1000-2000 |
| Кондензиране в тръбите | 2500-6000 | 1000-1800 |
| Изпаряване от външната страна на тръбите (циркулация с помпа) | 600-6000 | 300-3500 |
| Изпаряване в тръбите (циркулация с помпа) | 1000-6000 | 450-1800 |
| Таблица 3: Коефициент на действие или охлаждащ ефект * | ||||
| ТЕОРЕТИЧЕН КОС (+ 30/-15 ° C) | ||||
| COP = | Капацитет на охлаждане Консумация на енергия | = | kWkW | |
| Амоняк | R-22 | |||
| 3.37 | 3.18 | |||
| * Количеството охлаждане, получено от машина, разделено на количеството енергия, необходимо за осигуряване на това охлаждане (ASHRAE, 1993) | ||||
Амонякът има по-висок коефициент на топлопреминаване от R-22, главно поради своите термодинамични и транспортни свойства. Стойностите за тези свойства по отношение на R-22 са както следва:
• Специфична топлина на течност и пари: 4 към 1
• Латентна топлина при изпаряване: 6 към 1
• Проводимост на топлинна течност: 5,5 до 1
• Вискозитет: 0,8 до 1
• Плътност на течността: 0,5 до 1
Масовият дебит за даден амонячен хладилен капацитет е с 1/7 по-малък от R-22, което има значителен ефект върху размера на тръбата и циркулацията на течността.
Това означава, че само 1/7 от течността трябва да се изпомпва за даден охлаждащ капацитет, в резултат на това е по-малка помпа, която използва по-малко мощност, и в по-малки тръби.
Амонячни хладилни инсталации
Компресионните хладилни инсталации (виж фигура 1) се състоят от изпарител, в който хладилният агент (амоняк) се изпарява, образувайки студ; компресионна система за транспортиране на парите с ниско налягане от изпарителя до кондензатора с високо налягане; и кондензатора, в който хладилният агент кондензира, разсейвайки топлината обикновено чрез охладителни кули.
| Фигура 1. Компресионно охлаждане |
Абсорбционните хладилни инсталации (виж фигура 2) изискват хладилен агент и абсорбираща течност. Най-широко използваните двойки хладилен/абсорбиращ флуид са двойката вода/литиев бромид и двойката амоняк/вода. В инсталациите, които използват първата двойка, хладилният агент е вода, така че тези инсталации се използват за приложения при температури над 0 ° C, използвани главно за климатизация.
| Фигура 2. Абсорбционно охлаждане |
Хладилните инсталации за амоняк/вода го използват като хладилен агент и имат обхват на приложение от 0 ° C до -70 ° C.
В абсорбционните хладилни инсталации механичният компресор се заменя с химически или термичен компресор. Парите с ниско налягане, идващи от изпарителя, вместо да бъдат компресирани от механичен компресор, се абсорбират от разреден разтвор на амоняк и вода в абсорбера. Разтворът, чиято концентрация се е увеличила, се изпомпва до десорбера, където ще се нагрее до кипене.
Амонякът, който е най-летливият компонент в десорбера, произвежда амонячна пара, която се кондензира в кондензатора, като по този начин затваря цикъла на охлаждане. Топлината, произведена в кондензатора и в абсорбера, обикновено се разсейва с помощта на охладителни кули, докато топлината, подавана в десорбера, е отпадъчна топлина, например от когенерационна инсталация.
Амонякът като хладилен агент има голямото предимство, че може да произвежда охлаждане при температури до -70 ° C. За да се достигнат тези температури са необходими многостепенни компресионни системи, така че тези инсталации са относително сложни. По този начин непрекъснатата работа на тези инсталации е проблем, тъй като практически няма масла, съвместими с амоняк, които да имат смазващи качества при температурата на компресора и нисък вискозитет при -60 ° C.
Маслото, което обикновено се натрупва в изпарителите, може да се декантира само ако температурата временно се повиши. Всичко това оскъпява компресионните инсталации и изисква много строга поддръжка, за да се гарантира необходимата надеждност. Особено при тези температури абсорбционните хладилни инсталации имат големи предимства в сравнение с компресионното охлаждане. От една страна, те могат да достигнат температури до -70 ° C на прост етап, а от друга страна, те не се нуждаят от смазочни масла, така че могат да работят непрекъснато, без да се налага спиране.
Традиционно амонячните хладилни инсталации винаги са се използвали в индустриалните сектори, където се изисква охлаждане при ниски температури и където наличието на непрекъснато охлаждане е от голямо значение; тригенерацията обикновено може да се прилага в тези сектори.
В инсталациите за тригенерация топлината, произведена от когенерационни системи, се използва за покриване на потреблението на топлина и за задвижване на абсорбционна хладилна инсталация и по този начин също така покрива търсенето на студ.
Тези съоръжения, комбинирайки доставката на топлина и студ, имат голяма гъвкавост, постигайки оптимално използване на топлината, генерирана в когенерацията. Като цяло изискванията за охлаждане при ниски температури са склонни да бъдат относително постоянни и да имат висока топлинна инерция.
Абсорбционната хладилна инсталация може да се регулира по такъв начин, че да консумира цялата излишна топлина (обикновено пара), като се дава приоритет на директната консумация на пара, като по този начин се постига високо използване на топлината, произведена в когенерацията.
Това е основно съединение в азотния цикъл на земята и изпускането му в атмосферата веднага се рециклира.