冷媒の主な種類にはどのようなものがありますか？

冷媒は、業務用冷凍・冷蔵設備の生命線です。スーパーマーケット、レストラン、倉庫などで、食品を新鮮に保ち、飲料を冷やし、製品を安全に保管する役割を担っています。しかし、適切な冷媒を選ぶことは、かつてほど簡単ではありません。 環境規制の強化に伴い、環境負荷の高い旧式の冷媒が段階的に廃止される中、企業は利用可能な選択肢を把握し、自社の具体的なニーズに最適な冷媒を見極める必要があります。

このガイドでは、冷媒の仕組みについて解説し、業務用機器で最も一般的に使用されている冷媒の種類を比較するとともに、システムのアップグレードや交換を行う際に、十分な情報に基づいた選択ができるよう支援します。

1. 冷媒とは何か、またどのように機能するのか？

冷媒とは、機器内部から熱を吸収し、外部に放出する冷却剤のことです。冷媒は密閉された循環系内を移動し、循環する過程で液体と気体の状態を変化させます。この連続的な循環によって、冷蔵庫、冷凍庫、あるいはエアコンの内部が冷たくなることが保たれているのです。

その手順を段階ごとに説明します：

(1) 冷媒は液体状態で、膨張装置を通過します。圧力が急激に低下することで、冷媒は冷却され、気体になります。

(2) 気体の冷媒は、ユニット内部の蒸発器コイルを流れます。その過程で、室内の空気や製品から熱を吸収し、空間を冷やします。

(3) コンプレッサーは、室内から冷媒ガスと吸収された熱を吸い出します。そして、ガスを圧縮することで、その圧力と温度を上昇させます。

(4) その後、高温・高圧の冷媒は、ユニットの外側にある凝縮器コイルを流れます。そこで、吸収した熱を周囲の空気に放出し、再び液体に凝縮します。

(5) 液体状態の冷媒は膨張装置に戻り、このサイクルが繰り返される。

2. 冷媒の環境への影響はどのように測定されるのか

環境への影響という点では、すべての冷媒が同じというわけではありません。冷媒を評価する際には、2つの主要な指標が用いられます。

オゾン層破壊係数（ODP） 冷媒がオゾン層に与える被害の程度を測定する指標です。CFCやHCFCなど、塩素原子を含む冷媒はODP値が高く、すでに使用が禁止されているか、段階的に廃止が進められています。

地球温暖化係数（GWP） これは、100年間にわたり、二酸化炭素と比較してその冷媒が地球温暖化にどの程度寄与するかを示す指標です。GWP値が高いほど、その冷媒は気候に対して有害性が高くなります。CO₂のGWP値は1です。GWP値が数千に達する冷媒は、気候への影響が大きいとみなされ、現在、代替が進められています。

3. 業務用機器で使用される冷媒の種類

以下は、業務用冷凍・空調システムで最も一般的に使用されている冷媒の内訳です。

(1) R-12（ジクロロジフルオロメタン）

R-12はかつて、冷蔵庫や自動車用エアコンで最も広く使用されていた冷媒でした。これはCFCの一種であり、オゾン層を破壊する塩素を含んでいます。そのODPは1.0で、GWPは10,900と極めて高い値を示しています。 R-12の生産は1994年に禁止されました。現在、新しい機器では使用されていません。

(2) R-22（クロロジフルオロメタン）

R-22は、ODP（0.055）がR-12よりも低いため、R-12の暫定的な代替品として開発されました。しかし、依然として塩素を含んでおり、オゾン層破壊の一因となっています。 R-22は、旧式の冷蔵庫やエアコンで広く使用されていました。「大気浄化法」に基づき、R-22の生産は2020年に停止され、2030年までにその使用は完全に違法となります。現在もR-22を使用する機器を運用している企業は、機器の交換または改造に向けた計画を立てる必要があります。

(3) R-134a（テトラフルオロエタン）

R-134aは塩素を含まないHFC系冷媒であるため、そのODPはゼロです。無毒かつ不燃性であるため、冷蔵庫、チラー、自動車用エアコンなどの中・高温用途で広く採用されています。 そのGWPは1,430であり、中程度と見なされています。現在も広く使用されていますが、気候への影響を理由に、一部の地域ではR-134aの使用が段階的に廃止されつつあります。

(4) R-404A

R-404A スーパーマーケットの冷蔵設備、冷蔵倉庫、および産業用冷凍庫で一般的に使用されているHFC系冷媒のブレンドです。ODPはゼロですが、GWPは3,922と非常に高くなっています。低温用途では優れた効率を発揮しますが、環境に有害であると見なされており、GWPの低い代替冷媒へと置き換えが進められています。

(5) R-410A（ピュロン）

R-410Aは、多くの業務用空調システムや一部の冷凍機器で使用されているHFCブレンドです。ODPはゼロで、GWPは2,088です。不燃性であり、R-22の代替品として広く普及しています。しかし、 EPAの規制, 米国では、R-410Aは2025年までに段階的に廃止される予定となっている。

(6) R-290（プロパン）

R-290は、プロパンを原料とする炭化水素系冷媒です。ODPはゼロで、GWPはわずか3と極めて低くなっています。高効率であることから、中小規模の業務用機器において、R-22、R-134a、R-404Aの代替冷媒として普及が進んでいます。 多くのENERGY STAR認定機器ではR-290が使用されています。主な欠点は、軽度の可燃性があることで、特別な取り扱いと安全対策が必要となる点です。また、輸送に関する制限が適用される場合もあります。

(7) R-600a（イソブタン）

R-600aも炭化水素系冷媒の一種で、一般家庭用や小規模商業用の冷蔵庫に広く使用されています。ODPはゼロ、GWPはわずか3であり、現在利用可能な冷媒の中でも最も環境に優しい選択肢の一つです。また、高効率でコストパフォーマンスにも優れています。 R-290と同様に可燃性であるため、適切な設置と取り扱いが不可欠です。

(8) R-450A

R-450Aは、R-134aの直接代替品として開発されたHFOブレンドです。不燃性であり、GWPは547で、R-134aよりも大幅に低くなっています。 冷蔵庫、飲料ディスペンサー、自動販売機、および水冷却装置に最適です。高い効率を発揮し、環境に優しい選択肢として評価されています。

(9) R-513A（オプティオン XP10）

R-513Aは、業務用冷凍・空調分野においてR-134aに代わるものとして開発されたHFO系冷媒です。GWPは約573で、不燃性です。R-134aと同等の性能を発揮しつつ、カーボンフットプリントを削減します。 環境規制への準拠を目指す企業にとって、持続可能な選択肢となります。

(10) R-454B

R-454Bは、空調およびヒートポンプ用途におけるR-410Aの代替として開発された、比較的新しいゼオトロピック混合ガスです。GWPは466で、無毒です。多少の可燃性があるため、取り扱いには適切な予防措置が必要です。 ODPが低く、GWPも低いことから、環境に優しい選択肢と見なされています。

4. 事業に適した冷媒の選び方

適切な冷媒の選定には、いくつかの要因が関係しています。

お手持ちの機器の種類を確認してください。古い機種の場合、改造を行わないと新しい冷媒に対応できない可能性があります。変更を行う前に、メーカーの仕様書を確認してください。

必要な温度範囲について考えてみてください。冷媒によっては低温での性能に優れているものもあれば、中温や高温での使用に最適化されているものもあります。

環境規制への準拠状況を評価してください。多くの地域では、GWP値の高い冷媒の使用が禁止されているか、段階的に廃止が進められています。今、GWP値の低い冷媒を選択しておけば、将来的に高額な改修費用を回避することができます。

安全面も考慮してください。環境に優しい冷媒の中には可燃性のものもあります。施設に、それらを安全に取り扱うための設備が整っていることを確認してください。

5. FlyChengについて

2010年に設立されたFlyCheng Cooling Technology (Qingdao) Co., Ltd.は、幅広い種類の最新冷媒に対応した商業用および産業用製氷機器の設計・製造を行っています。 同社の製品ラインナップには、角氷製造機、フレーク氷製造機、チューブ氷製造機、ブロック氷製造機が含まれており、いずれも食品用ステンレス鋼を使用し、連続運転に対応するよう設計されています。

FlyChengはお客様と密接に連携し、それぞれの用途や規制環境に適した冷媒をご提案いたします。CE、RoHS、ISOの認証を取得したFlyChengの機器は、国際的な品質・安全基準を満たすよう設計されており、日々安定した性能を発揮します。 冷媒に関する規制が絶えず変化する中、FlyChengは常に時代の先を行き、次世代の低GWP冷媒に対応した機器を提供しています。