Der Mensch produziert pro Jahr etwa 120 Mill. Tonnen Ammoniak, die als Düngemittel oder in der chemischen Industrie verarbeitet werden. Zur Zeit werden etwa weltweit 100.000 Kälteanlagen mit Ammoniak betrieben.

Ammoniak ist umweltneutral, ohne kanzerogene Wirkung und ausreichend verfügbar. Ammoniak nimmt am natürlichen Stickstoffkreislauf der Biosphäre teil. Jeder Mensch dünstet ca. 17g täglich aus.

NH₃ besitzt kein Ozonzerstörungspotential und trägt wegen seiner kurzen atmosphärischen Lebensdauer (7-14 Tage) nicht zum direkten globalen Treibhauseffekt bei. Weiterhin besitzt Ammoniak auch das geringste indirekte Treibhauspotential, da es von allen derzeit bekannten Kältemitteln den geringsten Primärenergieaufwand zur Erzeugung einer bestimmten Kälteleistung benötigt.

Gehandelt wird Ammoniak in flüssiger Form in Stahlflaschen bis 65kg, in Druckfässern bis 500kg oder bei größeren Mengen bis 22t in Bahnkesselwagen.

Entsprechend seinen Eigenschaften ist Ammoniak in die Kältemittelgruppe 2 nach §3 der UVV 28 eingeordnet

Ammoniak ist ein Hochdruckkältemittel. Der normale Siedepunkt liegt bei Umgebungsbedingungen bei -33,35°C. Ammonika ist in Wasser leicht löslich mit alkalischer Reaktion. Durch das im Wasser gelöste NH₃ wird der Gefrierpunkt der Lösung stark herabgesetzt.

NH₃ ist um das 1,7-fache leichter als Luft und entweicht nach einer Leckage schnell nach oben. Damit hat Ammoniakgas einen dauerhaften Auftrieb und läßt sich somit leicht über das Dach abführen. Jedoch muß beachtet werden, dass sich infolge der hohen Wasserlöslichkeit, die in der Luft enthaltene Feuchtigkeit mit Ammoniak einen Nebel bildet. Dadurch verändert sich das Ausbreitungsverhalten, vergleichbar mit dem von schwerer Luft. Dieser Nebel kann sich so stark abkühlen, dass die Temperatur von diesem Nebel bis ca. -70°C betragen kann.

Als geeignetes Mass für die Reinheit des flüssigen Ammoniaks, dient die Messung der elektrischen Leitfähigkeit.

Im Vergleich mit anderen Kältemitteln zeichnet es sich vor allem durch hohe Wärmeleit- und Wärmeübergangskoeffizienten, hohe Wärmeleitfähigkeit, niedrige Viskosität und niedriger Druckverluste sowie dem hohem kritischen Druck und der hohen kritischen Temperatur aus.

Nachteilig ist die schon bei niedrigen Druckverhältnissen hohe Verdichtungsendtemperatur. Bei Hubkolbenverdichtern ist deshalb eine Wasserkühlung der Zylinderköpfe erforderlich.
Bei einem Schraubenverdichter liegt die Verdichtungsendtemperatur nicht ganz so hoch, da durch die Öleinspritzung zur Abdichtung der Rotoren das verdichtete Kältemittelgas gekühlt wird.

Die Verdichtungsendtemperatur darf einen bestimmten Höchstwert nicht überschreiten, da sonst die Gefahr der Zersetzung des Öles besteht. Die Folgen wären dann nachlassende Schmierwirkung und ein Absetzen von Zersetzungsprodukten.

Ammoniak hat einen stechenden Geruch und daher eine sehr gute Warnwirkung weit unterhalb des MAK-Wertes
(Maximale Arbeitsplatz Konzentration) von 50ppm.

Wird Ammoniak in Wasser eingeleitet bildet sich aufgrund von Anlagerungen von Protonen (H⁺), Ammoniumionen NH₄. Es entsteht die Verbindung Ammoniumhydroxid, die unter dem Trivialnamen Samiaklösung bekannt ist.

Zum Nachweis von lokalen Leckagen eignet sich die Verwendung von Chlorwasserstoff (HCl). Hierbei reagiert das gasförmige Ammoniak mit Chlorwasserstoff als Salzsäuredampf, heftig unter Bildung weißer Nebel von Ammoniumchlorid NH₄Cl. Weiterhin eignet sich Schwefeldioxid (SO₂), dass mit Ammoniak zu weißem Rauch von Ammoniumsulfit reagiert.

Die chemischen Anforderungen an Ammoniak in Kältemittelqualität sind in DIN8960 festgelegt. Danach ist der Wassergehalt als hauptsächliche Verunreinigung im Ammoniak, auf max. 0,2 Mass% begrenzt.

Ein Wassergehalt von 0,5% sollte als Warnsignal gelten, wobei 1% Wasseranteil als Höchstmaß betrachtet werden muß und aus der Anlage entfernt werden soll. Mit jedem Anstieg des Wassergehaltes um 1% verringert sich die Kälteleistung um 2% und der Kraftbedarf steigt um 1%.

Ammoniak ist weiterhin eine chemisch sehr stabile Verbindung. Ohne katalytischen Einsatz zersetzt sich Ammoniak erst bei Temperaturen über 450°C in seine Ausgangselement Stickstoff und Wasserstoff.

Ammoniak bildet mit tockener Luft brennbare bzw. explosionsfähige Gemische, deren explosive Zündbarkeit aber erst in einem Konzentrationsbereich von 15 - 30 Vol% NH₃ in Luft und nur durch eine Zündquelle von hoher Temperatur ca. 630°C möglich ist. Mit steigender Luftfeuchtigkeit wird der Zündbereich weiter eingeschränkt. Bei Wasserdampfgehalten über 11 Vol% in Luft gibt es keine zünd- und explosionsfähigen Gemische mehr.

Deshalb wird Ammoniak als schwerentzündliches Gas bewertet und die Explosionsgefahr von Ammoniak in Luft als verhältnismäßig gering eingeschätzt.

Generell ist die Bildung zündfähiger Gemische von NH₃-Dampf in Luft in geschlossenen Räumen und Behältern, auch über wäßrigen Ammoniaklösungen zu beachten.

Nach Explosionsschutzrichtlinien sind Ammoniak-Kälteanlagen keiner Ex-Schutz-Zone zugeordnet. Trotz weltweit intensiver Verwendung von Ammoniak sind reine NH₃-Explosionen äußerst selten und dann nur in geschlossenen Räumen oder Behältern bekannt geworden.