Amoniak to nieorganiczny związek chemiczny, łatwo rozpuszczalny w wodzie. Ma wysoką wartość termodynamiczną, co oznacza, że jest skutecznym czynnikiem chłodniczym. Ponadto amoniak rozpuszcza się w olejach mineralnych w niewielkich ilościach oraz nie reaguje z żelazem i jego stopami. Dlatego urządzenia, które wykorzystują ten naturalny czynnik chłodniczy, wykonuje się przede wszystkim ze stali.

W kontekście wykorzystywania amoniaku jako czynnika chłodniczego niezwykle istotna staje się kwestia bezpieczeństwa. W naturalnych warunkach amoniak jest bezbarwnym, trującym i trudnopalnym (temperatura jego zapłonu w powietrzu wynosi ok. 650℃) gazem o drażniącym zapachu. Charakteryzuje się także ostrym alkalicznym smakiem i wywołuje ostre łzawienie.

Warto również pamiętać, że jeżeli stężenie amoniaku w powietrzu osiągnie 15–28%, gaz ten stanie się wybuchowy, a zatem wyjątkowo niebezpieczny dla zdrowia i życia ludzkiego.

Pomimo potencjalnych zagrożeń wiążących się z wykorzystywaniem amoniaku zautomatyzowane instalacje chłodnicze zapewniają pełne bezpieczeństwo ludziom wykorzystującym go jako czynnik chłodniczy. Amoniak jest też bezpieczny dla środowiska – ma zerowy potencjał niszczenia warstwy ozonowej i w żaden sposób nie wpływa na zwiększenie efektu cieplarnianego.

Propan jest gazem palnym. Należy więc pamiętać, że jego mieszanina z powietrzem (o zawartości tlenu powyżej 12%) tworzy substancję wybuchową. Przy naturalnej koncentracji objętościowej tlenu w powietrzu (20,9%) dolna granica wybuchowości występuje przy koncentracji 2,1% propanu w powietrzu, a górna przy 9,5%. Jeśli więc w mieszaninie powietrza z propanem koncentracja propanu wyniesie od 2,1% do 9,5%, powstanie mieszanina palna o dużej szybkości rozprzestrzeniania się ognia, która w wyniku zapłonu stanie się kulistą masą ognia. W pomieszczeniach zamkniętych może to doprowadzić do eksplozji. Powstanie mieszaniny wybuchowej nie zawsze wiąże się z jej zapaleniem czy wybuchem. Aby takie zjawisko zaistniało, musi wystąpić czynnik inicjujący, który dostarczy niezbędnej energii do zapoczątkowania reakcji wybuchowej.

Do czynników, które mogą zainicjować reakcję wybuchową, należą:

• powierzchnia nagrzana do wysokiej temperatury (powyżej 470°C);

• iskra z obwodu elektrycznego;

• wyładowania atmosferyczne lub elektrostatyczne,

• iskra mechaniczna;

• otwarty płomień.

Zgodnie z § 4 rozporządzenia Ministra Gospodarki z dnia 8.07.2010 r., aby nie dopuścić do wybuchu, należy:

• zapobiegać tworzeniu się atmosfery wybuchowej;

• zapobiegać wystąpieniu zapłonu atmosfery wybuchowej;

• ograniczyć szkodliwe efekty wybuchu.

Wykorzystywanie propanu jako naturalnego czynnika chłodniczego wymaga ścisłego przestrzegania norm prawnych, szczególnie podczas napełniania nim instalacji chłodniczej w ilości przekraczającej 150 g. Istnieją specjalne wytyczne użytkowania propanu zawarte w Normie Europejskiej PN‑EN 378.

Pomimo wybuchowości propan ma szereg zalet, które czynią z niego bardzo dobry czynnik chłodniczy. Gaz ten nie jest praktycznie wrażliwy na wilgoć i ma małe wartości sprężu, co pozwala osiągnąć niewielką temperaturę parowania w jednym stopniu sprężania.

Ponieważ jest substancją organiczną (węglowodorem), nie wpływa niszcząco na warstwę ozonową i ma znikomy potencjał tworzenia efektu cieplarnianego.

Ponadto propan może być używany w instalacjach chłodniczych wykonanych z różnego typu materiałów. Wykorzystuje się go w małych, zwartych układach o niewielkim napełnieniu czynnikiem chłodniczym, jak domowe urządzenia klimatyzacyjne i pompy ciepła. Ponadto coraz częściej używa się go w instalacjach handlowych i w agregatach do chłodzenia cieczy.

Izobutan jest jednym z najstarszych ciągle wykorzystywanych czynników chłodniczych. Używa się go w domowych i przemysłowych urządzeniach chłodniczych, ponieważ wykazuje niski potencjał GWP. Podobnie jak propan, z powodu wysokiej palności wymaga specjalistycznego serwisowania oraz instalacji zgodnych z wymaganiami dla palnych czynników chłodniczych.

Izobutan ma zdolność do tworzenia roztworów z olejami mineralnymi, co stanowi jego główną zaletę. Ponadto gaz ten nie ma negatywnego wpływu na warstwę ozonową Ziemi. Nie powoduje również w sposób bezpośredni efektu cieplarnianego. Dlatego perspektywy jego wykorzystania w przyszłości, szczególnie w niewielkich instalacjach chłodniczych, są duże.

Dwutlenek węgla wykorzystywany jest w chłodnictwie jako tzw. suchy lód oraz płyn roboczy w parowych urządzeniach chłodniczych.

Obecnie dwutlenek węgla jest bardzo chętnie stosowany w technikach chłodniczych (jako płyn), gdyż ma bardzo wysokie własności termodynamiczne. Ponadto bardzo dobrze rozpuszcza się w wodzie i nie jest agresywny wobec metali, z których konstruowane są najczęściej instalacje chłodnicze.

Jednak pod względem wytwarzanych podczas obiegu czynnika w instalacji chłodniczej tzw. ciśnień roboczych bezwonny dwutlenek węgla okazuje się być niekorzystnym czynnikiem chłodniczym.

Co istotne, dwutlenek węgla jest substancją niepalną oraz niewybuchową. Jednak cechuje go niewielka różnica pomiędzy stężeniem niegroźnym dla człowieka a stężeniem bezpośrednio zagrażającym życiu i zdrowiu.

Śmiertelne stężenie dwutlenku węgla wynosi zaledwie ok. 8%. W przypadku stężenia w atmosferze powietrza wynoszącego 2–4% gaz ten pozostaje niegroźny dla zdrowia i życia

Tab. 2. Charakterystyka podstawowych własności najważniejszych czynników naturalnych

Wróć do spisu treściDY3x9e8wGWróć do spisu treści

Powrót do materiału głównegoDuBckBpNKPowrót do materiału głównego