14 / 12 / 2017 by IDW

長年にわたり、合成冷媒は、商業冷凍業界の主力製品でした。この記事では、人造冷媒が何であるか、なぜ商業用冷凍用途に普及したのか、それを使用する際の長所と短所について説明します。そうすることで、現代の冷凍用途での自然冷媒の復活がどのように見られたのか、そして最新の製品ラインで人造冷媒よりも多くのメーカーが自然冷媒に変わっている理由も見ていきます。

現代の世界で最も一般的に使用されている合成冷媒は、クロロフルオロカーボン(CFC)、ハイドロフルオロカーボン(HFC)、ハイドロクロロフルオロカーボン(HCFC)です。合成冷媒が最初に利用され始めたとき、彼らは当時の技術的限界のために他の天然冷媒よりも効率的に運転しました。合成冷媒が天然の冷媒よりも優れていることの他の1つの利点は、本質的な安定性であった。合成冷媒は不燃性であるため、火災が懸念されるレガシーシステムでは安全です。

残念なことに、合成冷媒は、世界各地でまだ扱われている重要な短所をいくつか持っていました。 CFCsとHCFCsの使用は、モントリオール議定書の導入以来大きく規制されてきた。モントリオール議定書は、1970年代後半と1980年代に記録されていたオゾン層の増加する被害を抑制しようとした。 1989年に制定されたモントリオール議定書は、CFCsとHCFCの両方を含むオゾン破壊係数(ODP)が高い冷媒を対象としています。代案として、商業冷凍製造業者は、オゾン層に影響を与えずに、依然として合成冷媒の本質的に低い可燃性レベルを維持しながら、HFCsに転じた。 HFCは現在まで使用されていますが、地球温暖化係数(GWP)が高く、地球温暖化に寄与していることが明らかになっており、段階的に廃止されつつあります。

次の数十年にわたるHFCの段階的廃止により、商業冷凍製造業者は、ODPが低く、GWPが低く、しかもユニット内の効率が向上する新しい冷媒を探し出すようになった。探索されているHFCの代替合成物の1つは、ハイドロフルオロオレフィン(HFO)である。他の一般的な合成冷媒とは異なり、HFOはGWPとODPが非常に低く、地球温暖化とオゾン破壊への貢献度がはるかに低くなります。しかし、商業冷凍業界でのHFOの使用は議論の余地があります。 HFOの支持者たちは、他の合成代替品よりも環境に優しい一方で、非可燃性のために、いくつかの自然の代替品よりも安全な合成冷媒であると主張しています。 HFOに反対の人々は、トリフルオロ酢酸(TFA)と呼ばれる大気中の有毒な副生成物を産生し、特に流域や水生環境に有害な影響を及ぼす可能性があると主張している。さらに、HFOの製造にはHCFCの合成が必要であるため、HFOを大量生産するために製造業者はHCFCも継続的に製造する必要があります。 TFAは自然発生源と人工供給源の両方から出現するため、HFOが広範囲に使用されると時間が経つと濃度が高くなる可能性があります。

合成冷媒のマイナスの影響は、使用の制限がますます厳しくなっている規制の変化に伴い、商業用冷凍機メーカーが代替天然ガスを探すことを可能にしています。最も一般的な天然冷媒は、炭化水素(HC)、イソブタン、プロパン、アンモニア、およびCO 2を含む。これらの冷媒の一部は19世紀後半から20世紀初頭にかけて使用されていましたが、合成冷媒の人気が高まっています。初期の使用中、自然冷媒はあまりにも不安定であり、その可燃性および設計上および製造上の技術的制約が、時には危険な用途に至ったため、広く適用されることはなかった。しかしながら、商業用冷凍製造業者は、気候変動に対する解決策としてこれらの物質に戻っており、ますます効率的な冷凍ユニットを求めている。近代的な商業用冷蔵庫の設計により、製造業者は、合成冷媒を使用するシステムと同様に安全な閉鎖システムでHCなどの天然冷媒を使用することができました。自然冷媒を使用する商用冷凍ユニットは、より効率的に動作することができ、エンドユーザのエネルギーコストを削減し、ユニット自体の作業負荷を低減する。 HCなどの天然冷媒も合成代替品に比べてはるかに環境にやさしく、商業用冷凍製造業者は今後の規制変更に対して将来証明されるクーラーを設計することができました。