中程度の冷凍用途でHFO冷媒がアンモニアに代わる4つの理由

理想的な冷媒の特性

理想的な冷媒は、無毒、非可燃性、非爆発性、非腐食性、環境に優しく、安価で、生産と取り扱いが容易で、低圧で良好な熱力学的特性を持つものです。
HFO冷媒はこれらの基準を満たしています。HFO冷媒は、ODP（オゾン層破壊係数）がゼロで、GWP（地球温暖化係数）が低いです。
R1234zeは、アンモニアのような天然冷媒ではなく合成HFO冷媒であり、GWP値は1未満で、CO2天然冷媒よりも低く、TFA（トリフルオロ酢酸）を生成しません。
アンモニアはGWPがゼロです。この観点から見ると、両方の冷媒は非常に似ています。

冷媒の歴史と規制

最初に商業用冷媒として使用されたのは、アンモニア、塩化メチル、プロパンなどの有毒または可燃性のガスで、漏えいした場合には致命的な事故を引き起こす可能性がありました。
その後、無毒で非可燃性の冷媒が開発されました。これには、R-12として知られるクロロフルオロカーボン（CFC）ガス、一般的にR-22として知られるハイドロクロロフルオロカーボン（HCFC）、およびハイドロフルオロカーボン（HFC）冷媒が含まれます。これらの冷媒は、高い安全性と効率性を提供し、設置コストが低いため、工業用途で頻繁に使用されました。
しかし、これらの一般的な冷媒の多くは温室効果ガスであり、大気中に漏えいすると地球温暖化を促進し、オゾン層を破壊する可能性があります。

1987年のモントリオール議定書と1997年の京都議定書により、環境への影響が少ない冷媒への移行が進みました。EUでは、2002年にオゾン層を破壊するHCFC冷媒（R-22など）の新システムでの使用が禁止される規制が施行されました。
2015年にはEUのFガス規制が施行され、段階的削減の割当、禁止、メンテナンス要件を通じてフルオロ化温室効果ガス（Fガス）の排出を削減することが求められました。これらの規制と市場の環境に優しいソリューションへの需要により、HVAC温度制御において多くの革新が促進され、R-454bやR-513aなどの新しい冷媒が多数登場しました。

冷媒の安全分類

冷媒は、その毒性と可燃性に基づいて分類されます。毒性には2つのクラスがあり、毒性濃度が体積比で400ppm以下の低毒性（クラスA）と、それ以上の高毒性（クラスB）があります。可燃性には1, 2L, 2 , 3の 4つのクラスがあります。

クラス1は140°F（60°C）で火炎伝播を示さない冷媒を指し、クラス3は非常に可燃性の高い冷媒を指します。2Lサブクラスの目的は、R-1234yfやR-1234zeなどの新しい低GWP冷媒（HFOS：ハイドロフルオロオレフィン）の低可燃性特性を反映することです。

ODPとGWP

すべての冷媒には、ODP（オゾン層破壊係数）とGWP（地球温暖化係数）の評価があります。ODPはオゾン層の劣化の相対的な量を示します。GWP（地球温暖化係数）は、大気中の温室効果ガスが吸収する熱量を、同じ質量の二酸化炭素（CO2）が吸収する熱量の何倍かで示したものです。
GWPは、冷媒が環境に与える影響をCO2（GWPが1.0）と比較して測定する指標です。

トレインの冷媒開発

トレインは、低GWP冷媒を使用する製品の設計において豊富な経験を持っています。スクリューコンプレッサーおよび高速遠心コンプレッサーチラーの全ポートフォリオは、すでにR-1234ze、R-515b、R-513aなどの低GWP冷媒代替品で利用可能です。トレインのスクロールユニット全体は、R-410aを置き換え、最大の高効率運転を実現するために、最も低いGWP値のオプションであるR-454Bに移行しました。特にアンモニアシステムと比較すると、トレインのチラーは無毒で、メンテナンスが容易で、初期コストが低く、GWPも低い冷媒を使用しています。

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