Большое разнообразие рабочих веществ, использование которых возможно в холодильной технике, так же как и многообразие их термодинамических и эксплуатационных свойств, показывает, что найти одно вещество, сочетающее только положительные качества и свойства, весьма трудно. При выборе холодильного агента необходимо рассмотреть и проанализировать совокупность всех свойств и факторов, характеризующих как работу холодильной машины (назначение, холодопроизводительность, размещение), так и конструктивные особенности ее отдельных элементов, и стремиться к уменьшению отрицательного влияния свойств выбранного вещества. Кроме того, к холодильному агенту предъявляются требования взрывобезопасности, негорючести, нетоксичности, термической стабильности, стабильности в смеси с маслом, а также низкой стоимости.

Вопросами влияния свойств хладагентов на энергетические, эксплуатационные, конструктивные показатели и характеристики холодильных машин и их элементов занимаются как научно-исследовательские институты, так и компании-изготовители холодильного оборудования.

С конца 1990-х годов в холодильной технике наблюдается тенденция к более широкому применению так называемых природных хладагентов: воздух, углеводороды, диоксид углерода и аммиак. Наибольшее распространение из них получил аммиак, который используется в холодильной технике уже более 100 лет и знаком под обозначением R717. Популярность аммиака связана с его благоприятными для использования в холодильной технике теплофизическими свойствами.

Аммиак относится к хладагентам среднего давления и используется в наиболее востребованном интервале температур охлаждаемого объекта от 0 до –60 ⁰C при температуре конденсации до 55 ⁰C. Диапазон холодопроизводительности аммиачных холодильных машин может составлять от десятков киловатт до нескольких мегаватт. Рекомендуемый диапазон применения аммиака представлен в таблице 1.

Таблица 1. Рекомендуемый диапазон применения аммиака в качестве хладагента.

Схема холодильной машины	Максимальная температура конденсации, 0С	Минимальная температура кипения, 0С	Тип компрессора
Одноступенчатая	35	– 25	поршневой
		– 35	винтовой
	40	– 15	поршневой
		– 30	винтовой
	50	– 10	поршневой
		– 20	винтовой
Двухступенчатая	50	– 40	центробежный
		– 60	поршневой, винтовой
Каскадная (верхняя ступень)	35	– 25	поршневой
		– 35	винтовой

Ниже на рис. 1 представлен аммиачный компрессорно-конденсаторный агрегат с конденсатором водяного охлаждения на базе поршневого компрессора производства Sabroe (Бельгия), а на рис. 2 – винтовой компрессорно-конденсаторный агрегат с маслоотделителем и маслоохладителем водяного охлаждения.

Рис. 1. Поршневой компрессорно-конденсаторный агрегат.

Рис. 2. Винтовой компрессорный агрегат с маслоотделителем и водяным маслоохладителем.

В холодильной промышленности при определенных температурных условиях для обеспечения заданной холодопроизводительности применяют в составе аммиачного компрессорного агрегата компрессоры центробежного типа, общий вид которого представлен на рис. 4.

Рис. 3. Центробежный компрессорный агрегат.

Также необходимо отдельно отметить, что ранее предпочтение аммиаку отдавали при создании холодильных машин большой мощности (более 100 кВт), но после 2007 г., когда в Монреале были подписаны документы по более жестким ограничениям и запретам использования озоноразрушающих ГХФУ, все чаще аммиак стали использовать в машинах средней мощности (20…100 кВт).

Рис. 4. Аммиачная холодильная установка компании Frigopol холодопроизводительностью 2х20 кВт для поддержания температуры технологической воды в диапазоне +4…+6 ⁰C.

Три последних десятилетия в США, Японии и Западной Европе аммиак широко применяется в циклах тепловых насосов средней и большой мощности (200…8000 кВт). Так, с начала 1990-х годов в Норвегии установлено несколько сотен тепловых насосов, работающих на аммиаке, для нужд крупных зданий и районных систем отопления. Максимальное давление хладагента в цикле достигает 52 бар, а температура нагреваемой воды до 90 ⁰С. Пример такого теплового насоса представлен на рис. 5.

Рис. 5. Тепловой насос, работающий на аммиаке.

Применение аммиачных холодильных установок в промышленности является приоритетным благодаря экологичности аммиака и его отличным теплофизическим свойствам.