Por que usar Amônia na Refrigeração Industrial?

  • Why ammonia in industrial refrigeration applications - Danfoss
  • A amônia foi utilizada para refrigeração pela primeira vez em 1876, em uma máquina de compressão à vapor por Carl Von Linde. Os outros refrigerantes, como CO2, SO2 também eram comumente utilizados até 1920.

    Com o desenvolvimento dos CFCs (Clorofluorcarbonos) nos EUA em 1920, houve um favorecimento destes refrigerantes, em comparação com todos os outros refrigerantes utilizados até então, e os CFCs foram considerados substâncias químicas inofensivas e extremamente estáveis. As consequências para o ambiente externo, de lançamentos em massa de refrigerante, não poderiam ser previstos naquela época. Os refrigerantes «CFC» se promoveram como refrigerantes seguros, o que resultou em uma aceleração na demanda e no sucesso dos CFCs. Estes refrigerantes ficaram conhecidos como refrigerantes fabricados pelos homens e enviados por Deus.

    Devido ao sucesso dos CFCs, a amônia veio sob uma grande pressão, mas manteve a sua posição, especialmente em grandes instalações industriais e na preservação dos alimentos.

    Em 1980, os efeitos nocivos do refrigerantes CFCs se tornaram claros e, de maneira geral, aceitou-se que os refrigerantes CFCs estavam contribuindo para a destruição da camada de ozônio e para o aquecimento global, o que finalmente resultou no Protocolo de Montreal (1989), no qual quase todos os países concordaram com a eliminação do CFC em um programa duradouro.

    Tendo em vista a seriedade dos danos para a atmosfera e os perigos resultantes devido às emissões de CFC/HCFC, como também devido aos efeitos do aquecimento global, as revisões no protocolo de Montreal (1990), 1992 (Copenhagen) e 1998 Kyoto no Japão exigiram um planejamento de eliminação acelerada. Mesmo os HCFCs estão sendo gradualmente eliminados e a Europa tem sido pioneira nesta realização.

    Muitos países europeus pararam de utilizar os refrigerantes HCFC e, assim, novos refrigerantes, como aqueles bem testados e confiáveis como amônia e dióxido de carbono estão sendo considerados para diversas novas aplicações.

    A amônia possui diversos benefícios, que foram comprovados ao longo de décadas de aplicações dos sistemas de refrigeração de amônia.

    1. Eficiência energética
    A amônia é uma das aplicações mais eficientes disponíveis, com a faixa de aplicação que vai de alta a baixa temperatura. Com o foco crescente no consumo de energia, os sistemas de amônia são uma escolha segura e sustentável para o futuro. Normalmente, um sistema de amônia inundado seria de 15 a 20% mais eficiente do que um DX R404A. Os desenvolvimentos recentes da combinação de NH3 e CO2 contribuiu para aumentar ainda mais a eficiência. NH3/CO2 em cascata é extremamente eficiente para aplicações em baixas e altas temperaturas (abaixo dos -40 ºC), enquanto os sistemas de salmoura de NH3/CO2 são aproximadamente 20% mais eficientes do que as salmouras tradicionais

    2. Meio ambiente
    A amônia é o refrigerante mais ecológico. Pertence ao grupo dos refrigerantes denominados "naturais" e possui zero potencial de aquecimento global (GWP) e zero potencial de deterioração do ozônio (ODP).

    3. Segurança
    A amônia é um refrigerante tóxico e também inflamável em determinadas concentrações. Este é o motivo pelo qual deve ser manuseado com cuidado e também ser projetado com a segurança sempre em mente. Ao mesmo tempo, diferentemente da maioria dos outros refrigerantes, possui um odor característico que pode ser detectado por humanos, mesmo em concentrações muito baixas. Isso fornece um sinal de aviso mesmo em caso de um pequeno vazamento de amônia. Caso seja necessário reduzir a carga de amônia, uma combinação de amônia e CO2 (como em cascata e salmoura) poderia ser uma boa e eficiente opção.

    4. Menores tamanhos de tubulações
    A fase de vapor e líquida da amônia requerem menores diâmetros de tubulações do que a maioria dos refrigerantes químicos.

    5. Melhor transferência de calor
    A amônia possui melhores propriedades de transferência de calor do que a maioria dos refrigerantes químicos e, portanto, pode ser usada em um equipamento com uma menor área de transferência de calor. Desse modo, a construção da instalação custará menos. Porém, da mesma maneira em que essas propriedades também beneficiam a eficiência termodinâmica no sistema, elas também reduzem os custos de operação do sistema.

    6. Preço do refrigerante
    Em diversos países, o custo da amônia (por kg) é consideravelmente inferior ao custo dos HFCs. Esta vantagem é ainda multiplicada pelo fato de que a amônia possui uma densidade mais baixa em fase líquida. Além disso, como qualquer vazamento de amônia será detectado muito rapidamente devido ao odor, qualquer perda em potencial de refrigerante também será mais baixa.

    A amônia não é um refrigerante universal, e principalmente adequada para aplicações comerciais e industriais mais pesadas. A toxicidade da amônia, a inflamabilidade e a compatibilidade do material devem ser levados em conta. Ao mesmo tempo, existe uma enorme população global de sistemas de amônia nos quais estes desafios são enfrentados com sucesso.

     

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