נפלאות האמוניה

 

הקרר שמספק הטבע

 

תהליך הקירור באמצעים מכניים, פותח כבר במהלך המאה ה19 ומבוסס מאז על דחיסת אדים.

מכונת הקירור התעשייתית הראשונה שדחסה אדים פותחה ב 1834  במהלך המאה ה19  התפתח השימוש במערכות קירור בתעשיות הבירה ובמחסני קירור.

התכנון הבסיסי של מתקני קירור השתנה מעט מאוד מאז שנת 1870. המדחס שתפקידו לדחוס אדים של קררים שונים מהווה את לב המערכת גם היום. המעגל הסגור והמוכר – איוד, דחיסה, עיבוי והתפשטות – פועל עדיין בהצלחה.

עם זאת, מערכות הקירור  המתוכננות ומוקמות היום, יעילות יותר והפעלתן בטוחה יותר - כתוצאה משילוב אביזרי בטיחות מתקדמים.   הספקי הקירור גבוהים יותר, המימדים קטנים יותר ועלות ייצור מערכות הקירור נמוכה בהרבה.

מתוך מגוון רב של קררים – אמוניה, אתר גפריתי, דו תחמוצת הפחמן, דו תחמוצת גופרית, מטיל כלוריד וסוגים שונים של מימן פחמני שרד האמוניה בלבד המשמש כיום כקרר נבחר במערכות קירור מתקדמות.

האמוניה הופק לראשונה ע"י מיזוג מימן ואוויר. יצור אמוניה סינטטי החל בשנת 1913. כיום מוערכת כמות האמוניה בעולם ב -כשני מיליארד טונות.  מתוכם 5% מעשה ידי אדם. האמוניה הוא תרכובת טבעית ונפוצה הניתנת לפירוק למולקולות בלתי מזיקות של מימן וחנקן. האטמוספרה מכילה כמעט 80% חנקן. בזכות תכונות אלו מכונה האמוניה "הקרר הטבעי". 

ראשוני המשתמשים בו כקרר היו הצרפתים ב1850. עשר שנים לאחר מכן הוחל השימוש בו גם בארה"ב לצורך ייצור קרח "מלאכותי".  בשנת 1870 נרשם הפטנט הראשון המתייחס למכונות קירור דוחסות אמוניה ומשנת 1875 נעשה שימוש באמוניה לצורך הקמת משטחי החלקה. בתחילה הופעלו צ'ילרים שקיררו תימלחת. מאוחר יותר נעשה שימוש ישיר בקרר (האמוניה) עצמו.   בתחילת המאה העשרים הורכבו מכונות קירור באמוניה בתעשיות שונות -ייצור קרח בבלוקים, מזון ובתעשייה כימית.

 

במהלך שנות העשרים והשלושים למאה העשרים, החל להתפתח ענף מיזוג האוויר. בתחילה ליישומים תעשייתיים ולאחר מכן לצורך יצירת סביבה נוחה ונעימה יותר לבני האדם. השימוש ביחידות קירור קטנות לצרכים מקומיים התפתח משמעותית.

בחיפוש אחר תחליפים לגזי הקירור הרעילים, דו תחמוצת הגופרית ומטיל כלוריד, החל פיתוח גזי קירור, (קררים), הנקראים Halocarbons  כמו למשל( Chloro fluoro carbons ( CFC's.

קררים חדשים אלו, Halocarbons))  יצרו אמונה ותקווה שהנה נמצא הקרר המושלם, חסר ריח, אינו רעיל, משתווה בצריכת האנרגיה הנדרשת וגם במחיר לקררים אחרים.  קררים אלו זכו לפרסום רב אשר פורסמו והוציגו כבטוחים.

מאז שנות השלושים ועד שנות התשעים, רשמו רוב מדינות ארה"ב תקנים לציוד ומתקני מיזוג אוויר. כמו כן נרשמו הוראות התקנה ייחודיות למערכות אשר פועלות בכל אחד מהקררים – Halocarbons (הפריאונים) השונים.  בארה"ב - רוב התקנים המקובלים למערכות מיזוג אוויר פותחו ע"י אגודת מהנדסי הקירור. יצרני ציוד הקירור פיתחו מוצרים אשר התאימו לתקנים אלו ואשר הותאמו במיוחד לשימוש בקררים מקבוצת הפריאונים, Halocarbons. אנשי התכנון השונים, ארכיטקטים, מהנדסים, יועצים, חברות קבלניות לבניין וכו' נטו להשתמש ב Halocarbons ביישומים של מיזוג אוויר וביישומים אחרים.

לאורך שבעת העשורים 1930 ועד 1990 התנדפה לאטמוספרה כמות אדירה של קררים. בריחת הקררים אשר זרמו לאטמוספרה יצרה עלייה חדה בביקוש לקררים מסוג הפריאונים, Halocarbons.

עלייה בביקוש מביאה כמובן לעלייה במחירים וברווחים של יצרני וספקי קררים אלו. במקביל, נבחרו קררי הפריאון Halocarbons לשמש במערכות מיזוג אוויר ביתי ומסחרי בעוד האמוניה נשאר הקרר הנבחר במערכות קירור תעשייתיות. השימוש בקררי  הפריאון, Halocarbons, הלך והתרחב עד אשר התבררה עוצמת הנזק האקולוגי שבהתנדפותם לאטמוספרה.

מאז גילוי הנזק הרב של הפריאונים, Halocarbons , האמוניה הוא עמוד השדרה של תעשיות ההקפאה והאחסון של מוצרים קפואים ומצוננים. האמוניה הוא "סוס העבודה" של המפעלים המעניקים קירור מהיר לאחר קטיף הפירות והירקות, קירור בשר, דגים, משחטות, עופות, קירור בתעשיית המשקאות, בירה ויין, קירור חלב, גלידות וגבינות.

למעשה כל אחד מהמוצרים הללו עובר בשלב כלשהו לפחות במתקן קירור אחד הפועל בקרר אמוניה. כיום גם מערכות מיזוג אוויר פועלות באמוניה ומורכבות גם באוניברסיטאות, ובמגדלי משרדים.  וגם במתקנים קטנים יותר - כמו מרכזי קניות וסופרמרקטים. מתקנים אלו נבנו בדרך כלל תוך שימוש בצ'ילרים המקררים מים ובמתקני אגירת קרח.

הספקת מיזוג אוויר לתחנת החלל הבינלאומית - גם היא מופעלת באמוניה.   באירופה - בה קיימות תקנות המעודדות יישומים חדשים, הופעלו מערכות קירור באמוניה גם במערכות מיזוג אוויר בבתי חולים, בנייני ציבור, נמלי תעופה ובתי מלון.