HFO、HC冷媒に関する教授の授業

ハイドロフルオロオレフィン（HFO）冷媒とハイドロカーボン（HC）冷媒は、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）に続く、21世紀の第4世代冷媒と呼ばれています。

HFO 冷媒は実際には不飽和 HFC 冷媒であり、その環境への優しさ、費用対効果、および優れたエネルギー効率により、次世代冷媒として広く認識されています。

HFO は、アルカン (パラフィン) ではなくオレフィンの誘導体であるという点で HFC と区別されます。 オレフィンは二重結合で結合した炭素原子を持ちますが、アルカンは炭素原子間に単結合があります。 R-134a、-125、-143a、-152a などのハイドロフルオロカーボン (HFC) 冷媒、および R-507、-407A、-407B、-407C、-410A などの HFC ベースの冷媒ブレンドは、すべて水素、フッ素で構成されています。 、および原子間の単結合によって結合された炭素。 ハイドロフルオロオレフィン (HFO) 冷媒も水素、フッ素、炭素原子で構成されていますが、炭素原子間に少なくとも 1 つの二重結合が含まれています。

2 つの一般的な HFO 冷媒は、HFO-1234yf と HFO-1234ze です (「表1はこちら ）。 HFO-1234yf と HFO-1234ze は両方とも、オゾン層破壊係数 (ODP) がゼロであり、地球温暖化係数 (GWP) が極めて低いです。 これらの冷媒は GWP 値が低いため、大気中でのライフサイクルがはるかに短くなります。

これら 2 つの HFO 冷媒は、毒性は低いがわずかに可燃性であることを意味する A2L 安全性分類を持っています (「表2はこちら ）。 A2L および B2L は、最大燃焼速度が 10 センチメートル/秒 (cm/s) または 3.9 インチ/秒 (インチ/秒) 以下の低引火性冷媒です。 大文字の「L」は可燃性が「低い」ことを表します。 A1 (不燃性) 安全性評価を持つ HFO は存在します。 ただし、これらの冷媒についてはさらなる研究とテストを行う必要があります。

HFO-1234yf は、自動車業界のモバイル エアコン (MAC) システムでの使用を目的とした、R-134a の低 GWP 代替品です。 多くのヨーロッパおよび一部の米国の自動車メーカーは現在、移動式空調アプリケーションに HFO-1234yf を使用しています。

HFO-1234yf の GWP は HFC-134a の 300 分の 1 です。

HFO-1234yf は、他の代替品と比較して、自動車メーカーにとってスイッチング コストが最も低くなります。 ただし、冷媒の初期コストは HFC-134a に比べてはるかに高くなります。

この冷媒は ASHRAE によって軽可燃性として分類されていますが、自動車技術者協会 (SAE) による数年間のテストにより、HFO-1234yf は車両が通常経験する条件下では点火できないことが証明されました。

HFO-1234ze は、GWP を 75% 削減しながら、住宅用および軽商業用エアコンおよびヒートポンプ用途で R-410A を置き換えることを目的としています。 スーパーマーケットや商業ビルの空冷チラーと水冷チラーの両方で使用できます。 その他の用途には、自動販売機、冷蔵庫、飲料ディスペンサー、エアドライヤー、商業用冷凍装置の二酸化炭素カスケード システムなどがあります。

また、HFO-1234ze は優れたエネルギー効率とコスト効率を実現し、最小限の変更で既存の機器設計に使用できます。 中程度の GWP、A2 冷媒安全性評価、および高い吐出温度を備えた R-32 に比べて、大きな利点があります。 (A2 は低可燃性および低毒性を意味します。) 高温の気候では、排出温度が高いとシステムのパフォーマンスと耐久性に影響を与える可能性があります。 また、R-32ではオイル交換が必要になる場合があります。 (表2これには、いくつかの一般的な CFC、HCFC、HFC、HFO、HC、および自然冷媒の大気沸点の比較が含まれます)。

HFO は可燃性が低いため、自動車、ターボ冷凍機、その他の定置用途における安全性について広範な研究が行われてきました。 HFO 冷媒を広く受け入れるために考慮すべき重要な点は、これらの軽度の可燃性 A2L 冷媒を安全に使用するための規格と規定を開発することです。