氨作为制冷剂在我国冷库中的应用年代久远。据文献记载,我国第1座冷库始建于清朝宣统3年(1907年),建于当时的汉口市,用于贮存冰蛋,其制冷系统使用的制冷剂就是氨。从那时算起,我国在冷库中使用氨制冷剂已有百年历史,积累了丰富的使用经验。目前在我国各个行业中运行的冷库,估计百分之八十是使用氨作制冷剂的,其余百分之二十(多半是中、小型冷库)中制冷剂主要采用了无毒而较为安全的氯氟烃CFCs(R12)和卤代氯氟烃(R22)。如前所述,这两种制冷剂由于属于消耗臭氧层物质或部分消耗臭氧层物质,而国际上已停止或限制其使用了2007年5月国家环境保护总局、国家发展和改革委员会、商务部、海关总署和国家质检总局联合发布了"环函[2007]200号"文件–《关于禁止生产、销售、进出口以氯氟烃(CFCs)物质为制冷剂、发泡剂的家用电器产品的公告》。文件规定,自2007年7月1日起,任何企业不得生产氯氟烃(CFCs);自2007年9月1日起,任何企业(包括生产企业以及经销商和零售商)不得销售以氯氟烃为制冷剂、发泡剂的家用电器产品;从2007年9月1日起,禁止进口、出口以氯氟烃物质为制冷剂、发泡剂的家用电器产品和以氯氟烃为制冷工质的家用电器产品用压缩机。文件规定的CFCs包括R11、R12、R113等。因此,个别还采用R12的冷库无疑将更换制冷剂。
与几种常用CFCs替代产品相比,氨工质的主要优点:
1)除空气与水外最廉价的一种制冷工质;
2)标准沸腾温度低,在冷凝器和蒸发器压力适中;
3)单位容积制冷量大,单位冷量所需的制冷剂循环量少,热传导率高气化潜热大;
4)节流损失少,运行效率高;
5)运转压力低,对机器的要求低,冷冻系统材料成本低;
6)有刺激性气味,泄漏时极容易由气味及测漏试纸、试药测出,空气中含有50mg/m3的氨时,人的嗅觉即可分辨;
7)与矿物油不相溶,在低温下与油容易分离,氨比重较油轻,冷冻油往往沉于氨液之下,可方便地对冷冻系统进行回油;
8)常温及低温下热力学性质、化学性质稳定;9)ODP=0,GWP=0。
虽然氨是一种热物理性质优良的制冷剂,但是根据我国国家标准GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》中规定的毒性程度,其对人体危害程度为四级(轻度危害)的有毒物质。
它对人体粘膜组织(如眼、鼻、咽、肺等部位)有强烈的刺激。当氨蒸气在空气中含量(体积分数)达到0.5%~1%时,人在其中停留30分钟即会中毒甚至死亡。氨会燃烧和爆炸,当空气中氨的含量(体积分数)达到16%~25%时遇明火可引起爆炸;当空气中含量达到11%~14%时即可点燃(其燃点为630℃)。因此,我国在《工业企业设计卫生标准》中规定,氨在车间空气中最高容许浓度为30mg/m3。