ポータブルチラー
空冷チラー
水冷チラー
低温チラー
カスタム産業用チラー
冷媒はチラー システムの生命線であり、蒸気の圧縮および吸収サイクルにおける熱の効率的な伝達を可能にし、工業プロセスで正確な温度を維持します。 SCY チラー プラントでは、適切な冷媒を選択することで、熱力学的効率、安全性、コスト、オゾン層破壊係数 (ODP) や地球温暖化係数 (GWP) などの環境コンプライアンスなどの要素のバランスがとれます。モントリオール議定書やキガリ改正などの規制により、高 ODP および高 GWP 物質が段階的に廃止される中、SCY 冷凍機は、パフォーマンスを最適化しながら環境負荷を最小限に抑えるために、影響の少ない代替品を優先しています。このガイドでは、SCY チラー アプリケーションで使用される 11 種類の一般的な冷媒について説明し、空冷、水冷、およびカスタム システムの情報に基づいた選択をサポートするために、その特性、利点、欠点、理想的な使用法を詳しく説明します。
SCYチラー運用における冷媒の役割
SCY チラーでは、冷媒が相変化を起こし、蒸発して蒸発器で熱を吸収し、凝縮して凝縮器で熱を放出し、冷却サイクルを駆動します。主な特性には、沸点、臨界温度、毒性、可燃性、システム材料との適合性が含まれます。 ODP (成層圏オゾン層破壊能力) や GWP (100 年間にわたる気候変動への寄与) などの環境指標は現代の選択の指針となっており、目標は 150 の選択肢の下で ODP および GWP ゼロに移行しています。 SCY チラーの設計は、これらの冷媒をコンプレッサー (往復動、スクロール、スクリュー、遠心式) と吸収ユニットに組み込み、1 ～ 6000 トンの容量にシームレスに統合します。環境に優しい冷媒への移行には改修または新規設置が必要ですが、効率の向上と規制順守により長期的な節約が得られます。
SCYチラーの一般的な冷媒の種類
SCY チラー プラントでは、小規模なプロセス冷却から大規模な中央システムに至るまで、特定の負荷に合わせて調整されたさまざまな冷媒が使用されます。以下に、流行している 11 種類の詳細なプロファイルを示します。
1.水(R-718)
水は、臭化リチウムなどの吸収剤と組み合わせて、吸収式冷凍機の自然冷媒として機能します。大気圧では 100°C で沸騰しますが、真空条件下ではより低い温度で効果的に動作します。
- プロパティ: ゼロ ODP、0 の GWP。非毒性、不燃性。高い蒸発潜熱。
- 利点: 豊富でコスト効率が高い。廃熱を利用してコージェネレーション設定のエネルギー効率を高めます。
- 短所: 高濃度では腐食性。真空システムが必要となり、複雑さが増します。
- アプリケーション：地域冷房、太陽熱システム、低電力負荷設備向けのSCY吸収冷凍機。
2. R-134a (HFC)
ハイドロフルオロカーボン (HFC) ハロアルカン。ノルフルランまたは HFC-134a としても知られ、中温システムで広く使用されています。
- プロパティ：沸点-26.3℃。 ODP 0、GWP 1430。低毒性 (安全クラス A1)、不燃性。
- 利点：安定した熱特性。標準潤滑剤と互換性があります。部分負荷条件で効率的です。
- 短所: 高い GWP は、AIM 法に基づくフェーズダウンを推進します。極低温では中程度の効率。
- アプリケーション: 業務用冷凍、自動車試験、プラスチック加工用の SCY 空冷および水冷チラー。
3. R-744 (CO2)
二酸化炭素は、環境への影響を最小限に抑えることで注目を集めている自然冷媒です。
- プロパティ：沸点-78.5℃（昇華）。 ODP 0、GWP 1。無毒、不燃性（A1クラス）。
- 利点：熱伝達に優れています。コンパクトな設計のために高圧で動作します。トランスクリティカルサイクルをサポートします。
- 短所: 高圧 (最大 120 bar) のため、堅牢なコンポーネントが必要です。温暖な気候では効率が低下します。
- アプリケーション: スーパーマーケット、データセンター、および氷点下冷却用のカスケード システムの SCY ターボ冷凍機。
4. R-717 (アンモニア)
アンモニアは、産業用途で長年使用されている自然冷媒です。
- プロパティ：沸点-33.3℃。 ODP 0、GWP 0;毒性は高いが（B2クラス）、不燃性。
- 利点：優れた熱力学的効率。低コスト;優れた油相溶性。
- 短所: 有毒で腐食性。漏れの検出と換気が必要です。占有スペースには不向きです。
- アプリケーション: 食品加工、醸造所、化学プラントの SCY スクリューおよびレシプロチラー。
5. HCFC (例: R-22)
従来の冷媒である R-22 などのヒドロクロロフルオロカーボンは、新しい機器では段階的に廃止されています。
- プロパティ：沸点-40.8℃。 ODP 0.055、GWP 1810;毒性が低く、不燃性。
- 利点: 改造に多用途。優れた安定性と容量。
- 短所：高いODPとGWP。 2020年から先進国では生産禁止。
- アプリケーション: 既存の SCY チラーを従来の HVAC システムに改造します。新規インストールには推奨されません。
6. 炭化水素 (HC、例: R-290 プロパン、R-600a イソブタン)
小規模から中規模のシステム向けの天然炭化水素。
- プロパティ：沸点 -42℃（R-290）、-11.7℃（R-600a）。 ODP 0、GWP <5;可燃性が高い（A3クラス）。
- 利点: 環境への影響がゼロ。高効率。低コスト。
- 短所: 可燃性は装薬サイズを制限します。安全インターロックが必要です。
- アプリケーション: 家庭用冷蔵庫やパン屋などの小規模産業用ユニットの SCY スクロールチラー。
7. R-407C（HFCブレンド）
R-22 の代替品としての R-32、R-125、および R-134a の共沸混合物。
- プロパティ：沸点-43.6℃。 ODP 0、GWP 1774;不燃性（A1）。
- 利点: R-22 システムのドロップイン互換性。バランスの取れたパフォーマンス。
- 短所：高いGWP。温度の変化は効率に影響します。
- アプリケーション: 商業用冷却装置を改造した SCY 中温チラー。
8. R-410A（HFCブレンド）
高圧システム用の R-32 と R-125 のブレンド。
- プロパティ：沸点-48.5℃。 ODP 0、GWP 2088;不燃性（A1）。
- 利点: R-22 よりも高い容量。空調効率が良い。
- 短所: 高圧によりコンポーネントが歪みます。フェーズダウン中の高いGWP。
- アプリケーション: 最大 5 トンまでの住宅用および軽商業用負荷用の SCY 空冷ユニット。
9. R-123 (HCFC)
ターボ冷凍機用の低圧HCFCです。
- プロパティ：沸点２７．８℃。 ODP 0.02、GWP 77;毒性が低く、不燃性。
- 利点: 動作圧力が低いため、エネルギー使用量が削減されます。大容量に適しています。
- 短所: ODP により段階的に廃止されました。発がん性物質の可能性に関する懸念。
- アプリケーション: 大規模な建物のレガシー SCY ターボ冷凍機。代替案への移行。
10.R-11（フロン）
クロロフルオロカーボンは世界的に完全に廃止されています。
- プロパティ：沸点２３．８℃。 ODP 1.0、GWP 4750;非毒性、不燃性。
- 利点：低圧系での安定性に優れています。
- 短所: 深刻なオゾン層破壊。モントリオール議定書に基づいて禁止されています。
- アプリケーション: 過去の SCY システムのみ。完全な交換が必要です。
11. R-449A (HFC/HFO ブレンド)
R-404A/R-507A の代替品としての HFC とハイドロフルオロオレフィン (HFO) の低 GWP ブレンド。
- プロパティ：沸点-46℃。 ODP 0、GWP 1397;不燃性（A1）。
- 利点: 後付けに適しています。 GWPの減少。容量を維持します。
- 短所: 天然物よりも GWP が依然として高い。超低額オプションに対する新たな評価。
- アプリケーション: 食品の保管および輸送における SCY 低温から中温チラー。
冷媒の種類の比較概要
| 冷媒 | タイプ | ODP | GWP | 安全教室 | 代表的なSCYチラータイプ | 効率評価 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 水(R-718) | 自然 | 0 | 0 | A1 | 吸収 | 高温（熱源あり） |
| R-134a | HFC | 0 | 1430 | A1 | スクロール/スクリュー | 適度 |
| R-744 (CO2) | 自然 | 0 | 1 | A1 | 遠心分離 | 高（超臨界） |
| R-717 (NH3) | 自然 | 0 | 0 | B2 | レシプロ・スクリュー | 素晴らしい |
| HCFC（R-22） | HCFC | 0.055 | 1810年 | A1 | 様々な | 適度 |
| HC（R-290） | 自然 | 0 | <5 | A3 | スクロール | 高い |
| R-407C | HFCブレンド | 0 | 1774年 | A1 | スクリュー | 適度 |
| R-410A | HFCブレンド | 0 | 2088年 | A1 | 空冷 | 高い |
| R-123 | HCFC | 0.02 | 77 | A1 | 遠心分離 | 低圧 高圧 |
| R-11 | フロン | 1.0 | 4750 | A1 | 遠心分離（レガシー） | 適度 |
| R-449A | HFC/HFO | 0 | 1397 | A1 | 低温スクリュー | 中～高 |
新しいトレンドと SCY チラーの推奨事項
チラー業界は、AIM 法に準拠するために、HFO (例: R-1234ze、GWP 6) や天然冷媒などの超低 GWP 冷媒に重点を置いており、2100 年までに 0.5°C の温暖化を回避できる可能性があります。SCY チラーは、改造が容易なモジュラー設計と効率向上のための磁気ベアリング コンプレッサーにより、この移行を促進します。新規設置の場合は、シームレスなパフォーマンスを実現するために、R-744 や R-513A (GWP 631) などの A1 クラスのオプションを優先してください。 SCY の専門家に相談して、負荷の変動性、周囲条件、持続可能性の目標に合わせて冷媒を調整し、エネルギー (最大 30%) とメンテナンス コストの削減を通じて最適な ROI を確保します。
