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Ammoniak

Ammoniak ist eine chemische Verbindung von Stickstoff und Wasserstoff mit der Summenformel NH₃. Benannt ist es nach dem Ammonssalz Ammoniumchlorid aus der Ammonsoase (Oase des Gottes Ammon), heute Oase Siwa. Ammoniak ist ein stark stechend riechendes, farbloses und giftiges Gas, das zu Tränen reizt und erstickend wirkt. Die Dichte von Ammoniakgas ist geringer als die Dichte der Luft. Ammoniak wird mit den UN-Nummern 1005 (gasförmig) bzw. 2073 (wässrige Lösung) bezeichnet.

Bedeutung in der Geothermie

In der Geothermie spielt Ammoniak im Zusammenhang mit dem Kalinaprozess, bennant nach seinem Erfinder Kalina, eine Rolle. Dieser Prozess, bei dem ein Ammoniak-Wasser Gemisch im Sekundärkreislauf eingesetzt wird, erlaubt die Wärme / Stromwandlung bei niederen Temperaturen mit relativ hohem Wirkungsgrad.

Ammoniak als Kältemittel in industriellen Wärmepumpen

In der Diskussion um nachhaltige Kältemittel für industrielle Hochtemperatur-Wärmepumpen nimmt Ammoniak (NH3) eine Sonderstellung ein. Eine faktenbasierte Analyse:

Technische Vorteile:

GWP (Global Warming Potential) = 0
ODP (Ozone Depletion Potential) = 0
Hervorragende thermodynamische Eigenschaften
Hohe volumetrische Kälteleistung
Kleine Rohrdimensionen möglich

Sicherheitstechnische Betrachtung:

Ammoniak besitzt einen charakteristischen stechenden Geruch, der bereits bei sehr niedrigen, ungefährlichen Konzentrationen wahrnehmbar ist – ein entscheidender Sicherheitsvorteil gegenüber geruchlosen Kältemitteln
Seit Jahrzehnten Standardkältemittel in der Lebensmittelindustrie (Brauereien, Molkereien, Fleischverarbeiter)
Ausgereifte Sicherheitstechnik mit automatischen Detektionssystemen
Kein höheres Sicherheitsrisiko als bei anderen Kältemitteln bei fachgerechter Anlagenausführung

Regulatorische Vorteile:

Nicht betroffen von den zunehmenden Restriktionen der F-Gase Verordnung
Keine Relevanz in der PFAS-Diskussion (Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen)
Langfristige Planungssicherheit für Investitionen

Materialtechnische Anforderungen:

Bei der Caldora mit Ammoniak/Wasser-Gemisch ist Edelstahlausführung notwendig, da das Gemisch leicht korrosiv für Kohlenstoffstahl ist
Bei reinen Ammoniak-Kälteanlagen kann auch Kohlenstoffstahl eingesetzt werden

Wirtschaftliche Betrachtung:

Höhere Initialinvestition durch Edelstahlkomponenten
Geringere Betriebskosten durch höhere Effizienz
Lange Lebensdauer durch hochwertige Materialien

Die Praxis zeigt: Bei korrekter technischer Ausführung überwiegen die Vorteile deutlich, insbesondere die Kombination aus hoher Effizienz und ökologischer Unbedenklichkeit.