規制環境の現代的な変化と、地球温暖化とオゾン層破壊を削減するための厳しい措置が取られているため、冷凍メーカーは、地球温暖化係数 (GWP) とオゾン層破壊係数 (ODP) が低い冷媒の利用に取り組んできました。 これらの「環境に優しい」冷媒の中で最も重要なのは、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。 これらの冷媒が現在普及している理由、特に現代の世界で CO2 よりも HC が選ばれる理由を理解するには、使用の歴史と現在の使用方法の両方を調べる必要があります。
冷媒としての CO2 と HC の歴史
今日、環境に優しい冷媒として復活したとは言え、CO2 と HC の両方が冷媒として使用されてきた長い歴史があります。 CO2 が冷媒として実験され始めたのは 19 年頃のことですが、th 1886 年に Franz Windhauzen によって初めて導入されました。【1] 当時の冷凍装置のほとんどは、故障したシステムで爆発を引き起こした非常に有害な化学物質であるアンモニアまたは二酸化硫黄を利用していました.【2] アンモニアベースのシステムも非常に非効率的で、より高価であったため、CO2 への移行の魅力がさらに高まりました。【3] 一方、CO2 は安価で、毒性がなく、不燃性であるため、さまざまな冷凍用途に使用されました。 特に、厨房、レストラン、船舶、病院の食品貯蔵庫など、小型コンプレッサーを使用するシステムは、CO2 ベースの冷凍ユニットに最適でした。 設計が発展し続けるにつれて、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、食品貯蔵以外での 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競合する HC ベースのシステムは、20 年代初頭を通じて使用されていました。th 世紀も。 HC は 1867 年に冷媒として初めて使用され、1930 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。【5] 多くのさまざまな制約により、HC の初期の使用が制限され、比較的最近までその使用が制限され続けました。 主に、HC の可燃性と揮発性は当時の他の冷媒よりも高く、HC ベースのデバイスを安全に広範囲に実装するには技術的な制限がありました。【6]
今日の炭化水素
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、今日一般的に使用されている冷媒の環境への影響と、それらの使用を制限または排除する規制の変更により、HC 冷媒への関心と使用が復活しました。 プロパン、ブタン、プロピレン、シクロプロパン、イソブテン、ジメチル エーテルなど、さまざまな HC が冷媒として使用されています。 これらの物質は主に水素と炭素で構成され、天然に存在する物質であり、蒸留の副産物として生成することができます。 これにより、冷媒として広く利用でき、安価に使用できます。
しかし、冷媒として HC を利用することの最も魅力的な側面は、環境への影響です。 ODP はゼロで、GWP は非常に低くなっています。 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、その可燃性のために制限されていました。【7] しかし、適切な取り扱いと閉鎖システム内での HC は、HFC やその他の環境に優しくない冷媒の安全な代替品であることが証明されています。【8] さらに、HC は、特定のシステムでドロップイン代替品として使用した場合、環境に優しくない冷媒よりも効率的であることが示されています。【9]
環境に有害な冷媒の代替として HC を使用することは、消費者と環境の両方にとって前向きな方向性です。 HC はコストが低く、人間と環境の両方に対する毒性が低く、他のシステムよりも効率的に動作します。 世界中の他の国では、HC ベースのシステムへの移行がすでに始まっており、特にインドと中国では、家庭用冷蔵庫で HC が広く使用され始めています。【10] より多くの国が HC を採用し続けるにつれて、冷凍ユニットの効率は、大きな XNUMX 倍または シングルドア冷蔵庫 環境への影響は減少し続けますが、小型のカウンタートップクーラーへの影響は増加します。
【1] ウィリアム S. ボディナス、「二酸化炭素システムの興亡」 ASHRAEジャーナル 1999 年 37 月: XNUMX.
【2] 同上、38。
【3] ジョージ C. ブライリー、「冷凍の歴史」 ASHRAEジャーナル 2004 年 32 月: XNUMX.
【4] Bodinus、「二酸化炭素システム」、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: 最新の概要」 再生可能で持続可能なエネルギーのレビュー 73（2017）：1250。
【6] 同上、1250-1252。
【7] 同上、1250。
【8] 「アラブ首長国連邦：地球温暖化の軽減に役立つ環境に優しい冷媒」。 メナレポート、December 22、2016。 コンテキストにおけるグローバルな問題。
【9] K.ハービー、「炭化水素とその混合物」、1253-1262。
【10] 同上、1252。
