技術解説

業務用冷凍冷蔵庫のための自然冷媒

自然冷媒とは、冷却システムの作動流体として使用される自然界に存在する物質です。商業用および産業用冷凍における主な選択肢には、二酸化炭素（R744）、アンモニア（R717）、およびプロパン（R290）やイソブタン（R600a）などの炭化水素があります。小型のショーケースに適した冷媒が、低温倉庫には不適切な場合があります。システムのタイプ、温度と圧力の条件、安全要件、メンテナンス性、地域規則、および部品の適合性はすべて選択に影響します。コイルや熱交換器的の見積もりの場合は、適合性を確認する前に、冷媒、回路、負荷、設計圧力、材料、接続、および図面を特定してください。.

商業用冷凍の冷媒を比較する買い手にとって、最初に役立つ区分は用途です。スーパーマーケットのシステム、冷蔵倉庫、プロセス用冷凍庫、または単体機器などです。これらのシステムは、1つの冷媒リストや1つの安全計画を共有していません。.

自然冷媒とは何ですか？

自然冷媒とは、冷凍サイクルやヒートポンプサイクルの作動流体として機能する、自然界に見出される物質です。一般的な冷媒ファミリーには、アンモニア、二酸化炭素、炭化水素、水、空気などがあります。冷媒番号は物質を特定します。R717はアンモニア、R744は二酸化炭素、R290はプロパン、R600aはイソブタン、R718は水です。 ASHRAE冷媒指定表にはこれらの名称が記載されており、安全性分類には毒性と可燃性のデータが使用されていることが説明されています。.

“「自然」という言葉は、その物質が存在する場所を表しています。これは安全クラス、機器の承認、あるいは流体が特定のシステムに適合するという保証ではありません。たとえば、炭化水素は可燃性であり、アンモニアには毒性と可燃性の危険性があり、CO2システムには独自の運用および圧力に関する考慮事項があります。流体、システム設計、設置場所、および適用される規則を一緒に確認してください。.

商業用冷凍で使用される冷媒は何ですか？

一般的な「商業用」というラベルよりも、機器と温度の負荷の方が重要です。スーパーマーケットのショーケース、冷蔵倉庫、食品加工用冷凍庫、および小型の単体クーラーでは、同じ冷媒オプションや安全制御はありません。.

産業用冷凍用R717アンモニア

アンモニアは、流通冷蔵倉庫、凍結トンネル、ビール醸造所、食品加工工場などの大規模な産業用アプリケーションで一般的です。日本のEPAによると、日本のほとんどの冷蔵倉庫はアンモニアを使用していますが、他の冷媒を使用しているところもあります。これは日本のエンドユースを表すものであり、すべての施設に対する規則ではありません。Danfossも、冷蔵倉庫、凍結トンネル、ビール醸造所、食品加工業者をアンモニアの産業用アプリケーションの1つとして挙げています。.

アンモニアシステムには、安全性主導の設計、資格を持つサービススタッフ、および該当する国および地域の要件への準拠が必要です。冷媒充填量、機械室の配置、漏洩対応、換気、検知、およびオペレーターのトレーニングは、プロジェクトのレビューに含まれます。材料の選択も重要です。. Danfossのアンモニアガイダンスでは、アンモニアは銅および真鍮と互換性がないため、購入注文の前に指定されたコイルおよび接続材料を確認する必要があることに注意してください。.

コイル固有の質問については、Domiのアンモニア冷凍コイルガイド. を参照してください。これは熱交換器の用途をカバーするものであり、冷媒システムエンジニアリングやコードレビューの代わりにはなりません。.

商業および産業用システム向けR744二酸化炭素

二酸化炭素は冷媒R744です。トランスクリティカル、カスケード、二次冷却方式など、商業および産業用システムで使用されます。それぞれのアーキテクチャには異なる動作条件があります。CO2は多くの古い商業用冷媒よりもかなり高い圧力で動作するため、システムとその熱交換器は指定された圧力範囲に合わせて設計する必要があります。. ダンフォスのCO2ガイダンスでは、CO2を自然冷媒として説明し、その独特なシステム特性を考慮に入れるよう警告しています。.

別の冷媒用に作られたコイルをR744回路に使用できると想定しないでください。最大使用圧力、設計およびテストの要件、温度、回路構成、接続を共有してください。ドミの R744コイルガイドおよび産業用冷凍冷蔵ソリューションでは、プロジェクトレビューに必要なコイル情報について説明しています。.

R290プロパンおよびR600aイソブタン

プロパン（R290）とイソブタン（R600a）は炭化水素冷媒です。これらは、特定の自己完結型冷凍機器や、設計、冷媒充填量、安全要件がそれを許可するその他の用途で使用されます。ASHRAEはR600aをA3冷媒としてリストしています。この指定は安全分類であり、すべてのR600a用途が同じ許容充填量や構造を持っているという宣言ではありません。.

炭化水素を選択する前に、用途の承認、充填量制限、電気および点火制御、筐体、換気、サービスツール、地域の消防または建築要件を確認してください。日本の関連規制のリストは用途ごとに整理されており、特定の使用条件が付く場合があります。ある製品カテゴリの承認が、別のカテゴリに自動的に引き継がれることはありません。.

R718水およびその他の自然作動流体

水（R718）や空気（R729）も、ASHRAEの参考資料に記載されている自然作動流体です。これらは、すべての従来の商業用冷蔵庫の互換性のあるオプションとしてではなく、特殊な機器やサイクル設計に登場します。プロジェクトでより一般的なもの以外の作動流体を使用する場合は、各コイル接続部でのサイクルと実際の熱媒体を明記してください。二次グリコールまたは水ループは、一次冷媒回路とは異なります。次を参照してください。 ASHRAEハンドブックの冷媒特性の章リストされている流体についてはこちらをご覧ください。.

購入者は冷媒を指定する前にどのような規則を確認すべきですか？

日本における国と正確な機器カテゴリから始めます。日本では、プログラムにより用途ごとに許容される代替品がリストアップされ、使用条件が付く場合があります。また、リストされている代替品の中には、技術移行プログラムに基づく個別の制限の対象となるものもあるとされています。規制ページには、遠隔コンデンシングユニット、スーパーマーケット、冷蔵倉庫など、いくつかの冷凍サブセクターに影響を与える再検討が含まれています。.

プロジェクトについては、用途、冷媒またはブレンド、機器タイプの現在のエントリーを確認してください。次に、責任ある技術者または権限を持つ機関と、国および地域の消防、機械、建築基準法の要件を確認します。プロジェクト文書に規則のバージョンと承認の根拠を記録してください。古い機器の提案書からコピーした冷媒の表や期限に頼らないでください。.

役立つ実例の参考資料として、以下のものがあります： SNAP（重要代替品方針）の冷媒リストおよび技術移行（Technology Transitions）の規則制定ページ. 。冷媒の名称と安全性分類については、最新の ASHRAE規格34の表および追加条項.

購入者は、新しいシステムの冷媒をどのように比較すべきでしょうか？

実際の負荷に対して冷媒を比較してください。サプライヤーの一般的な説明だけでは、特定の圧縮機、コイル、バルブ、オイル、室、あるいは法規制の要件に対してその流体が適合するかどうかを判断することはできません。. Danfossの商業用冷凍システム選定ガイドにおいても、用途、温度範囲、システムタイプ、部品の適合性、安全性、コスト、そして規制に基づく入手可能性をプロジェクトの入力条件として扱っています。.

システム設計者と以下の項目を確認してください：

用途と負荷： 貯蔵、陳列、冷凍、プロセス冷却、製氷、または輸送、および必要な冷却能力と稼働スケジュール。.
温度および圧力の範囲： 流体の出入り温度、蒸発および凝縮の条件、最高使用圧力、ならびに設計周囲温度。.
システム構成： 直膨式、液冠式またはポンプ循環式、カスケード式、超臨界CO2式、または二次冷媒回路。.
安全性と人員体制： 冷媒の危険性、充填量、収容人数、機械室のレイアウト、検知と軽減策、技術者のトレーニング、および緊急時対応。.
部品の適合性： 圧縮機、バルブ、シール、潤滑油、材料、熱交換器、制御機器、および利用可能なサービスツール。.
適合性と耐用年数： 承認された用途、現地規格、冷媒の供給状況、サービス技術、および将来のメンテナンス時のアクセス性。.
ランニングコスト： 冷媒の価格や低いGWP（地球温暖化係数）のラベルだけでなく、システム全体のエネエネルギー使用量とメンテナンス要件。.

冷媒の選択は、コイルや熱交換器にどのような影響を与えますか？

コイルは、それが使用される回路に適合していなければなりません。選定の検討は、冷媒の種類と混合物、飽和状態、熱負荷、流れの配置、設計圧力、材料適合性、および冷凍システムで使用される接続部によって異なります。異なる冷媒を使用すると、圧力要件、質量流量、回路構成、および設備の制御方法が変わる可能性があります。.

コイルを交換する際は、可能であれば元のモデルまたは図面をご提供ください。銘板の写真はお手元の設備の特定には役立ちますが、圧力や性能の仕様書の代わりにはなりません。新しく製造する場合は、システム設計者の負荷および接続スケジュールをお送りください。Domiのカスタムコイル製作ページカスタム検討に使用される図面とプロジェクト情報について説明します。.

OEMまたは調達担当者は、コイルのRFQ（見積依頼書）に何を記載すべきですか？

サプライヤーが要求された負荷とインターフェースを評価できるよう、十分な情報を送付してください。値がまだ選定中の場合は、項目を曖昧なままにせず、暫定値としてマークしてください。.

冷媒の名称と番号（該当する場合は正確な混合物の指定を含む）。.
システムの種類とコイルの役割（エバポレーター、コンデンサー、ガスクーラー、二次冷媒熱交換器など）。.
必要な能力と、その計算に使用される設計温度。.
冷媒側の最大使用圧力、および必要な試験または検査規格。.
風量または二次冷媒流量、入口と出口の条件、および指定されている場合は許容圧力損失。.
腐食への曝露を含め、チューブ、フィン、ケーシング、およびコーティングの材料要件。.
全体寸法、配管接続、向き、ヘッダーの位置、およびアクセスの制限事項。.
除霜方法、運転スケジュール、および特殊な清掃やサニテーションの要件。.
数量、希望納期、納入先の国、および梱包のニーズ。.
既存の設備の型式、図面、写真、および変更してはならない部分に関する注記。.

既存のシステムを自然冷媒に変更することはできますか？

冷媒の変更はシステムエンジニアリングプロジェクトとして扱ってください。代替冷媒は、圧縮機、冷凍機油、配管、圧力制御機器、弁、電気機器、熱交換器、安全システム、保守手順、および法規上のステータスに影響を与える可能性があります。EPA（米国環境保護庁）は、SNAP（重要新代替品政策）の承認審査において、冷媒が適切に性能を発揮するかどうか、または特定のシステム構成部品と適合するかどうかについては判定していないことに留意してください。機器および部品メーカーに適合性のガイダンスを求め、有資格の冷凍技術者にシステム全体の評価を依頼してください。.

確認用のコイル図面を送信する

Domiは冷凍コイルおよび熱交換器部品を供給しています。コイルの依頼は、冷媒、負荷、温度、設計圧力、材質、寸法、接続の詳細、および図面が含まれていると、よりスムーズに確認できます。最終的な冷媒の選定およびシステムの安全性に関する承認は、プロジェクトの有資格の冷凍設計者が責任を持ちます。.

よくあるご質問

自然冷媒の例にはどのようなものがありますか？

一般的な例としては、アンモニア（R717）、二酸化炭素（R744）、プロパン（R290）、イソブタン（R600a）、水（R718）、および空気があります。どれが適合するかは、冷凍サイクル、設備、安全要件、メンテナンス性、および日本の法規によって異なります。.

冷媒の主な4つのタイプは何ですか？

一般的な広範な冷媒ファミリーのリストには、CFC、HCFC、HFC、HFOが挙げられます。自然作動流体はしばしば別個に議論され、これらのカテゴリはASHRAEの安全性クラスとは異なります。リストを比較する前に、情報源が何をグループ化しているかを確認してください。.

商業用冷蔵庫にはどのような冷媒が使用されていますか？

すべての商業用冷蔵庫に共通する単一の冷媒はありません。独立型ショーケース、リモートシステム、スーパーマーケットのラック、冷蔵倉庫、および産業用プロセスシステムには、それぞれ異なる選択肢があります。EPAの報告によると、日本のほとんどの冷蔵倉庫ではアンモニアが使用されていますが、それがすべての商業用システムに当てはまるわけではありません。.