冷媒について学ぶ

自分一人の独学だと中々学びを継続できないですが、なんとかこのブログ記事書かなきゃなーという気持ちでぎりぎり立ち上がれます。週末に1単元だけでも何とか読む。ところを進めています。読んで、でも専門的な内容なんですぐには理解できないけど、ChatGPTにも聞いて、それでそれをアウトプットとしてこちらも出しています。R32の冷媒は自宅に設置したエアコンで見た記憶があります。R410Aは施設管理の仕事をしていたときに屋上で使わているTOSHIBAの空冷チラーで見ましたね。

1) 「冷媒」と「ブライン」：何が違うか

冷媒（一次冷媒）

• 蒸発⇄凝縮の相変化で熱を運ぶ（冷凍サイクルの中を直接循環）
• 漏えいすると能力低下・環境影響・安全面（酸欠/毒性/可燃性）が問題になりやすい

ブライン（二次冷媒）

• 液のまま（基本は相変化しない）で冷熱を運ぶ
• 冷凍機で作った冷水/低温液をポンプで送り、負荷側へ熱を回収して戻す
• 特徴：配管を長く引き回しやすい、負荷側の冷媒量を減らせる（ただしポンプ動力が増える）

試験での“あるある論点”

• 低温ブラインは大気に触れると空気中水分が凝縮して混ざり、濃度が下がって凍結温度が上がる → 濃度管理が必要、みたいな話が出ます。

2) 単一成分冷媒・混合冷媒

単一成分冷媒

• 例：R134a、R32、R717（アンモニア）、R744（CO₂）など
• 基本イメージ：ある圧力なら沸点がスパッと決まる（理想化すると“点”）

混合冷媒

• 例：R410A、R407C、R404A（旧来）など
• 成分が複数あるため、性質がやや複雑

3) 共沸・疑似共沸・非共沸：温度グライドと分別がキーワード

ここは3種でかなり大事です。言葉だけ暗記すると崩れやすいので、**現象（何が困るか）**で覚えるのが強いです。

共沸冷媒（azeotropic）

• 混合なのに、沸騰・凝縮で組成が変わりにくい（ほぼ単一成分のように振る舞う）
• “沸点が一定に近い”イメージ

疑似共沸冷媒（near-azeotropic）

• ほぼ共沸のように扱える（温度グライドが小さい）
• **R410Aは「R32/R125の2成分からなる擬（疑）共沸混合冷媒」**として扱われます。
• 重要実務：組成変化を避けるため、液充填が原則（蒸気で入れると軽い成分が先に入って組成がズレやすい）。

非共沸冷媒（zeotropic）

• 沸騰・凝縮中に温度がスーッと変わる（温度グライド）
• 漏えいや不適切充填で**分別（fractionation）**が起き、組成が変化しやすい
• 過去問でも「非共沸混合冷媒は蒸発・凝縮で成分比が偏りやすい」系の知識が問われます。

試験での押さえ方（超要点）

• 共沸/疑似共沸：扱いは単一に近い → ただし 液充填など基本は守る
• 非共沸：温度グライド＆分別 → 充填・漏えい時の組成変化に注意

4) 有機ブライン・無機ブライン：凍結温度・腐食・安全性で整理

無機ブライン（塩類水溶液）

• 例：食塩（塩化ナトリウム）、塩化カルシウム など
• 長所：安価、低温に強いものもある
• 短所：腐食性が強いものが多く、防食が重要
  • 例として塩化カルシウムブラインは金属腐食性が強い、という論点が出ます。

有機ブライン（アルコール/グリコール系など）

• 例：エチレングリコール、プロピレングリコール
• 長所：腐食を抑えやすい、用途によって扱いやすい
• 食品工場などではプロピレングリコールが「人体への影響が比較的小さい」前提で語られやすい
• 注意：実務では有機でも腐食抑制剤を入れて使うことが多い（“腐食ゼロ”と思い込まない）

5) 自然冷媒・フルオロカーボン冷媒・アンモニア冷媒：安全×環境で俯瞰

フルオロカーボン冷媒（HFC/HFO等）

• 現場に多い（空調・冷凍の主力）
• 一般に毒性は低めだが、漏えいで酸欠リスクはあり得る（特に重い冷媒は低所に滞留しやすい、など）
• 近年は規制と低GWP化が強く進む（次章）

自然冷媒

• 代表：R744（CO₂）、R717（アンモニア）、R290（プロパン）など
• CO₂：不燃・低GWPだが高圧側になりやすく、システム設計が独特（特に超臨界領域の扱い）
• アンモニア：性能が良くGWPゼロ級だが、毒性＋可燃性の扱い（安全対策が必須）

アンモニア冷媒（R717）を“別枠”で強調する理由

• 試験でも「アンモニアは毒性・可燃性」など安全面で問われやすい
• 現場でも産業用で根強い（冷凍倉庫、食品工場、製氷、プロセス冷却など）

6) R410A（混合冷媒）の“3種としての押さえどころ”＋現場感

R410Aの要点（試験＋実務）

• R32/R125の擬共沸混合冷媒
• R22より高圧（機器設計・圧力管理が違う）
• 液充填が基本（混合冷媒で組成変化を避けるため）
• GWPが高く（資料では約2,090の例）転換が進む流れ

7) 「実際の現場で何が使われてる？」ざっくり地図（チラー中心に）

現場は“機器の種類・容量・設置環境・法規・メーカー方針”で変わりますが、傾向としてはこんな感じです。

(A) 小〜中型の空冷チラー（スクロール等）

• R410A：既設でまだ多い（あなたの目撃どおり）
• 新しい流れ：R32や低GWP系への転換（微燃性A2Lを含む）
  • 例として、メーカー資料でも小型空冷スクロールでR32を使う方針の言及があります。

(B) 大型チラー（遠心・スクリュー、水冷が多い）

• 従来：R134aなど
• 低GWP化：R1234ze、R513A、R1233zdなどを機器仕様で使い分ける、という方向性が示されています。
  （ここは“現場で見かける冷媒が世代交代している”ポイント）

(C) 冷凍倉庫・食品工場など産業冷凍

• アンモニア（R717）：依然として強い（高効率・環境負荷面）
• 自然冷媒機器導入を後押しする政策・補助の流れもあります（特に食品流通・冷凍冷蔵分野）。

(D) 店舗の冷凍・冷蔵（ショーケース等）

• CO₂（R744）など自然冷媒が増えている領域（ただし機器方式は独特）

8) 規制・流れ（“なぜ置き換わるのか”を一言で説明できるように）

• 日本は国際枠組みに沿ってHFCの生産・消費の削減を進めています、という大枠が背景にあります。
• さらに国内制度として、経済産業省の「指定製品制度」などで、製品区分ごとに低GWP化の目標達成を求める仕組みがあります。

この背景があるので、**R410Aを“今も見る”一方で、“新設は別冷媒へ”**が加速しています。

9) 3種向け：この項目で最低限“言えるようにする”チェックリスト

• 冷媒とブラインの違い（一次/二次、相変化する/しない）
• 単一成分 vs 混合冷媒（例を挙げられる）
• 共沸/疑似共沸/非共沸の違い
  • 温度グライド
  • 分別
  • 混合冷媒は液充填が基本、まで言える
• ブライン：無機/有機の代表例、腐食と用途（食品ならPGが出やすい）
• 自然冷媒とフルオロカーボンの俯瞰（安全性・環境・圧力）
• アンモニアは毒性＋可燃性（安全対策必須）