1. Principio di funzionamento di base
Processo del ciclo di refrigerazione
1) Compressione: il gas di ammoniaca viene pressurizzato da un compressore in gas ad alta-temperatura e alta-pressione (ad esempio 25 bar, 80 gradi).
2) Condensazione: il gas di ammoniaca ad alta-temperatura viene raffreddato in un condensatore tramite acqua o aria, liquefandosi e rilasciando calore.
3) Limitazione: l'ammoniaca liquida viene depressurizzata attraverso una valvola di espansione e la sua temperatura scende bruscamente fino alla temperatura di evaporazione (ad esempio -30 gradi).
4) Evaporazione: l'ammoniaca liquida a bassa-temperatura assorbe il calore e vaporizza nell'evaporatore, ottenendo refrigerazione.
5) COP: Il COP del sistema ad ammoniaca è solitamente compreso tra 3,5 e 6,0, che è molto superiore a quello del Freon (R22 COP≈3,0).
2. Componenti principali
1) Compressore per ammoniaca: fornisce potenza ed è suddiviso in tipo a pistone, a vite e centrifugo
2) Condensatore evaporativo: il nucleo di scambio termico è prevalentemente del tipo a fascio tubiero o a piastre
3) Serbatoio: conservare l'ammoniaca liquida e bilanciare il carico del sistema
4) Sistema di controllo di sicurezza: monitorare la concentrazione, la pressione e la temperatura dell'ammoniaca per attivare un arresto di emergenza
3. Vantaggio fondamentale
1) Eco-friendly: l'ODP dell'ammoniaca è 0 (non danneggia lo strato di ozono) e il GWP è 0 (non ha effetto serra), in linea con il protocollo di Montreal.
2) Efficienza economica: il costo dell'ammoniaca è solo 1/5 di quello del freon e il suo consumo energetico operativo è basso (risparmio di oltre il 30% di elettricità).
3) Refrigerazione ad alta-efficienza: ha un ampio calore latente di evaporazione (1370 kJ/kg, ovvero cinque volte quello dell'R22) ed è adatto per un ampio intervallo di temperature compreso tra -50 e 10 gradi.
4. Applicazione
1) Congelamento degli alimenti: magazzino di congelamento rapido- (-35 gradi), catena del freddo (come la lavorazione del tonno).
2) Refrigerazione chimica: Raffreddamento di impianti di sintesi dell'ammoniaca e recipienti di reazione petrolchimica.
3) Logistica della catena del freddo: grandi strutture di stoccaggio a freddo (come il magazzino JD Asia No.1).
5. Requisiti normativi e di sicurezza
1) Rischio per la sicurezza: l'ammoniaca è tossica (IDLH=300ppm) e infiammabile (limite di esplosione 15% - 28%) ed è necessaria una protezione rigorosa.
2) Norma di progettazione
Internazionale: norme ISO 5149, IIAR (Istituto Internazionale per la Refrigerazione dell'Ammonia).
Cina: GB 50072-2021 "Codice per la progettazione di celle frigorifere" richiede obbligatoriamente il monitoraggio delle perdite e la progettazione a prova di esplosione.
3) Misura di emergenza
Per installare sensori di gas di ammoniaca e sistemi di irrigazione, gli operatori devono essere in possesso dei certificati pertinenti (come i certificati di funzionamento dei recipienti a pressione).
6. Confronto con il sistema Freon
Sistema dell'ammoniaca Sistema Freon (R404A)
Efficienza frigorifera Alta (COP maggiore o uguale a 4,0) Media (COP≈3,0)
Eco-rispettoso Eccellente (ODP=0, GWP=0) Scarso (GWP=3922)
Sicurezza È richiesta una gestione rigorosa Relativamente sicuro (Classe A1)
Esborso iniziale Maggiore (circa il 30% in più) Minore
