12 / 07 / 2017 by IDW

近年の規制環境の変化と地球温暖化とオゾン層破壊を防ぐための踏みとめられた措置により、冷蔵メーカは地球温暖化係数(GWP)とオゾン破壊係数(ODP)の低い冷媒の利用に取り組んでいます。 これらの「グリーン」冷媒の中で最も重要なものは、世界中で使用が急増している炭化水素(HC)と二酸化炭素(CO2)です。 なぜこれらの冷媒が現在普及しているのか、特にHCが現代の世界でCO2冷媒よりも優れた冷媒になった理由を理解するためには、使用の歴史と今日の使用方法の両方を検討する必要があります。

冷媒と冷媒の歴史

今日のグリーン冷媒の復活を受けて、CO2とHCの両方が冷媒として長い歴史を持っています。 CO2は19世紀半ばに冷媒として実験され始めましたが、それを利用して設計された最初のコンプレッサーは1886年までFranz Windhauzen[1]によって導入されました。当時の大部分の冷凍ユニットは、アンモニアまたは二酸化硫黄のいずれかを利用していました。これらは非常に有害な化学物質であり、故障したシステム[2]でも爆発を引き起こしました。アンモニアベースのシステムも非常に非効率的で高価であり、CO2への移行の魅力がさらに高まった。一方、[3]CO2は安価で、無毒で、引火性がなく、様々な冷凍用途に使用されていました。特に、キッチン、レストラン、船舶、病院などの小型のコンプレッサーを使用したシステムは、CO2ベースの冷却ユニットには理想的でした。設計が進展するにつれ、ホテル、劇場、レストランの快適システムに一般的に使用されるユニットで、食品貯蔵庫外でのCO2の使用が見られるようになりました。[4]

CO2およびアンモニアベースの冷凍システムと並行して、HCベースのシステムは20世紀初頭にも使用されていました。 HCは、1867年に冷媒として初めて使用され、1930[5]年代にクロロフルオロカーボン(CFC)冷媒が導入されるまで、限られたレベルで使用され続けました。多くの異なる制約により、HCの初期導入時におけるHCの使用が制限され、比較的最近までHCの使用が制限され続けていました。主に、HCの可燃性および揮発性は他の冷媒よりも高かったが、HCベースのデバイスの安全な普及を可能にする技術的な制限があった。[6]

今日の炭化水素

現在、一般的に使用されているクロロフルオロカーボン(CFC)、ハイドロクロロフルオロカーボン(HCFC)、ハイドロフルオロカーボン(HFC)などの冷媒の環境への影響は、使用の制限または廃止の規制変更によってHC冷媒の再利用につながっています。プロパン、ブタン、プロピレン、シクロプロパン、イソブテン、およびジメチルエーテルを含む多くの異なるHCが冷媒として使用されている。これらの物質は、主に水素と炭素からなり、天然物質であり、蒸留の副生成物として生成することができる。これは冷媒を広く利用することができ、冷媒として使用するのに安価である。

しかし、HCを冷媒として利用する最も魅力的な側面は、環境への影響です。彼らはゼロODPと非常に低いGWPを持っています。毒性が低く、環境への影響が少ないにもかかわらず、最近までHCの冷媒としての使用は可燃性[7]のため制限されていました。しかし、適切な取り扱いと閉鎖されたシステム内では、HCはHFCおよび他の環境に優しい冷媒の安全な代替物であることが証明されている。[8] さらに、HCは、特定のシステムのドロップイン代替品として使用される場合、環境に優しい冷媒よりも効率的であることが示されている。[9]

HCを環境に有害な冷媒の代替物として使用することは、消費者と環境の双方にとってポジティブな方向である。 HCのコストは低く、人と環境の両方に対して毒性が低く、他のシステムよりも効率的に動作します。世界中の他の国々はすでにHCベースのシステムに移行し始めており、インドや中国では特にHCを国内の冷蔵庫で広く使用し始めています。[10]より多くの国が引き続きHCを採用するにつれ、大型のダブルまたはシングルドア冷蔵庫から小型のカウンタークーラーへの冷凍ユニットの効率は上昇し、環境への影響は引き続き減少します。

 

 

[1] William S. Bodinus、 “二酸化炭素システムの上昇と崩壊”、ASHRAE Journal、1999年4月:37。

[2] Ibid。、38。

[3] George C. Briley、「冷凍の歴史」、ASHRAEジャーナル2004年11月:32。

[4] Bodinus、 “Carbon Dioxide Systems”、38-42。

[5] K. Harby、「環境にやさしくないハロゲン化冷媒の代替としての炭化水素とその混合物:更新された概要」、Renewable and Sustainable Energy Reviews 73(2017):1250

[6] Ibid。、1250-1252。

[7] ibid。、1250。

[8]「アラブ首長国連邦:地球温暖化防止のための環境にやさしい冷媒」Mena Report、2016年12月22日。

[9] K. Harby、 “Hydrocarbons and their mixture”、1253-1262。

[10]同上、1252。