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研究開発紹介 Research and Development Introduction

TOP>研究開発紹介>空気を利用した冷凍システム『パスカルエア』(1)

空気冷媒で-60℃以下を実現する超低温冷凍システム(1)

1.はじめに

冷暖房用エアコンや冷蔵庫・冷凍庫には、古くからフロン系冷媒が使用されてきました。しかしオゾン層破壊や地球温暖化への影響から、フロン系冷媒は国際的な制約を受けています(図1)。

前川製作所ではフロンに代わり、自然界に存在する5つの物質・ナチュラルファイブ(アンモニア・二酸化炭素・炭化水素・水・空気)を冷媒として用いる冷蔵庫・冷凍庫の開発および普及を行っています。

*フロン系冷媒とナチュラルファイブについて、詳しくは「冷媒とナチュラルファイブ」をご参照ください。

フロン系冷媒に関する国際的な取り決め

図1 フロン系冷媒に関する国際的な取り決め

ナチュラルファイブのうち、一部の物質には毒性や可燃性などへの対応を必要とするものもありますが、フロン系冷媒のように塩素原子を含まず炭素原子とフッ素原子の結合がないため、環境負荷が極めて低いと言われています。現在ではアンモニアや二酸化炭素を用いた自然冷媒は、-40℃から-50℃までの温度帯において広く使用されるようになりました。また、-50℃から-100℃の超低温の領域においては本文で紹介しております「空気」を利用した冷凍システムがスタンダードになっている状況です。

さて、私たちに最も身近な存在である「空気」は、沸点が-194℃で潜熱利用が難しいため、冷媒としての基本的な性能はあまり高くありません。ところが、-50℃以下の温度帯になると他の冷媒と比べて性能低下が小さいという頼もしい特徴を持っています。しかも、空気は毒性も可燃性もなく、食品に直接触れても安心・安全です。もちろん、オゾン層破壊や地球温暖化への影響もありません!

そこで前川製作所では、-50℃以下の超低温領域をターゲットとして、環境に優しく安心で安全な究極の自然冷媒「空気」を利用した冷凍システム『パスカルエア』を開発しました。『パスカルエア』は、その省エネルギー性能が高く評価され、2012年2月、一般社団法人日本機械工業連合会が主催する「第32回優秀省エネルギー機器表彰 経済産業大臣賞」を受賞することができました。

ナチュラルファイブ別利用温度域と『パスカルエア』のターゲット温度域

図2 ナチュラルファイブ別利用温度域と『パスカルエア』のターゲット温度域

*ナチュラルファイブ別利用温度域については「自然冷媒への取り組み」を、パスカルエアの製品情報は「空気冷凍システム「パスカルエア」」をご参照ください。



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