NH3 jest sprawdzonym czynnikiem chłodniczym. Charakteryzuje się świetnymi właściwościami termodynamicznymi i posiada wiele zalet ekologicznych. Również w przyszłości znajdzie zastosowanie, gdyż społeczeństwo z różnych powodów nie zrezygnuje z niego. W niniejszym artykule zostanie omówiony pod kątem użycia go jako czynnik chłodniczy. Inne sfery zastosowań w przemyśle i w rolnictwie nie będą tu rozpatrywane.

Rys. 1. Odpowiednie środki ochronne zawsze pomagają w zredukowaniu i uniknięciu ewentualnych skutków ulatniania amoniaku

Spośród zwykłych czynników chłodniczych, amoniak wyróżnia się charakterystycznym mocnym drażniącym zapachem. Gdy tylko wymieni się nazwę, wywołuje to często negatywne reakcje: „substancja jest niebezpieczna, toksyczna, wybuchowa i ma przykry zapach”. Jednakże ten zapach stanowi wielką zaletę, gdyż nawet najmniejsza nieszczelność może być szybko wykryta i zlikwidowana. Wiele innych gazów stanowi w związku z bezzapachowością wielkie ryzyko.

Wypadki z amoniakiem

Literatura na temat amoniakalnych urządzeń chłodniczych jest znana od ponad 100 lat, jednakże zawiera niewiele praktycznych informacji. Istnieją eksperci z dużym doświadczeniem zawodowym, ale zaledwie niewielu z nich ma uprawnienia związane z bezpieczeństwem, normalizacją i instytucjami ubezpieczeniowymi.

Byłoby pożądane stworzenie obszernej dokumentacji na temat liczby amoniakalnych systemów chłodniczych i występujących tam wycieków. Analizy oparte na rzeczywistych historiach wypadków wykazują, że prawdopodobieństwo wycieków ma niewielki związek ze szkodami rzeczowymi i osobowymi. Trudno jest uzyskać większą liczbę danych na ten temat, co znacznie utrudnia prognozę częstości wypadków. Istnieje zaledwie kilka relacji na temat wycieków amoniaku i wypadków w przemyśle chemicznym, rolnictwie i instalacjach chłodniczych.

Śmiertelne wypadki z amoniakiem

Awarie wskutek wycieków amoniaku w odniesieniu do dużej liczby istniejących systemów występują niezmiernie rzadko. Wypadki śmiertelne w różnych krajach zestawiono w tabeli.



Liczby te zostały sporządzone i sprawdzone w różnych źródłach, mogą więc być obciążone pewnym błędem. Uwzględniono jedynie wypadki śmiertelne przy urządzeniach chłodniczych, a nie przy innych zastosowaniach NH3. Dane wymieniają roczną śmiertelność (ADR), jako mniejszą od 2 wypadków na 109 mieszkańców na rok. Taka liczba nie jest na ogół godna zastanowienia, na co wskazują następujące wartości porównawcze: Wartość ADR, dotycząca nagłych wypadków w USA wynosi 32 zdarzenia na 109 mieszkańców na rok. W Szwecji ta wartość wynosi ok. 5 zdarzeń na 109 mieszkańców na rok, a dla wszystkich wypadków przy pracy w liczbie 5 na 106 mieszkańców na rok. Wykres prawdopodobieństwa wypadków śmiertelnych ujmuje te liczby.

W raporcie prof. Berghmana [1] z roku 1994 liczbę wypadków z amoniakiem przyjęto na podstawie dostępnych danych japońskich z lat 1951 – 1990. Wynik jest równoważny kwocie 2,5 osób na 109 mieszkańców na rok. Należy jednak zauważyć, iż od tego czasu poprawiła się jakość przemysłowych urządzeń chłodniczy I systemów ich zabezpieczeń.

Francja przed 40 laty wprowadziła krajowe bardzo surowe przepisy dla systemów amoniakalnych. Od tego czasu budowa nowych amoniakalnych instalacji chłodniczych stała się niezmiernie trudna. Stoją za tym firmy handlujące syntetycznymi czynnikami chłodniczymi. Statystyki opublikowane przez BARPI [2] dla amoniaku nie są pozbawione ignorancji. Wiele wymienionych wypadków nie ma związku z czynnikiem chłodniczym NH3. Ostatni znany wypadek śmiertelny z amoniakiem miał miejsce w Lyonie w roku 1968 w chłodni, gdzie dwie osoby zostały uwięzione w windzie do maszynowni. (…)

Urazy i przykrości (…)

Toksyczność i palność (…)

Deficyt informacji (…)

Przyszłość naturalnych czynników Chłodniczych

Specyficzne właściwości amoniaku jako czynnika chłodniczego, dzięki którym jest on często stosowany w urządzeniach przemysłowych, zapewniają mu przyszłość w tej dziedzinie. Dobrą alternatywą, może być, w niektórych przypadkach, dwutlenek węgla, jako że pod względem bezpieczeństwa jest on korzystniejszy w eksploatacji.

W zastosowaniach w klimatyzacji interesującym czynnikiem chłodniczym jest woda, gdy wykorzystanie amoniaku nie jest możliwe.

Polityczny nacisk na wycofywanie związków z grupy HFC będzie wzrastał, co będzie skutkowało nowymi rozwiązaniami technicznymi z naturalnymi czynnikami chłodniczymi, jak amoniak. Dzięki niewielkim napełnieniom ilość urządzeń amoniakalnych będzie rosła.

Podsumowanie

Statystyki dotyczące śmiertelnych wypadków w wyniku wydzielania się amoniaku można wykorzystać do oszacowania liczby niegroźnych wypadków wydzielania amoniaku. Te dane powinny być wykorzystane do ustalenia ryzyka związanego z amoniakalnymi urządzeniami chłodniczymi. Poniższe można zastosować także na wszystkie dziedziny przemysłu:

• żadne urządzenie techniczne ani proces technologiczny nie jest całkowicie bezpieczne,
• nikt nie ma stuprocentowej racji we wszystkich sytuacjach.

Gdy przepisy i normy będą podczas budowy i eksploatacji dotrzymywane i do ryzyka i zagrożeń będzie odpowiednie podejście, to amoniak jako czynnik chłodniczy będzie bardziej przyjazny dla środowiska naturalnego i bardziej efektywny niż większość innych czynników chłodniczych. To ostatnie czyni tę substancję korzystną dla użytkownika.

LITERATURA
[1] J. BERGHMANS: Working Fluid Safety. IEA Heat Pump Centre, ISBN 90-73741-10-6.
[2] Buremu d’ Analyse des Risques et Pollutions Industrielles. Lyon, France.
[3] T. JABBOUR, D. CLODIC: ISO 817, TC86/SC8/WG5 Arlington. VA, September 2003.
[4] Richard G. ROBERTS: Flammability Hazard Classification of Refrigerants. IIR Kongres 2003, Washington, DC.

***

Artykuł został pierwotnie opublikowany w „Die Kalte + Klimatechnik” nr 10/2009. Tłumaczył dr inż. Andrzej Girdwoyń – Zakład Klimatyzacji i Ogrzewnictwa, Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Warszawska.