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冷媒とは、低温環境から高温環境へと熱を運びながら、それらの間を循環する作動流体です。例えば、エアコンの冷媒は、涼しい室内環境から暖かい屋外環境へと熱を運びます。同様に、家庭用冷蔵庫の冷媒は、冷蔵庫内部の熱を周囲の部屋へと運びます。冷媒として使用される流体は多岐にわたり、具体的な選択は、必要な温度範囲やシステムに関する制約によって異なります。
冷媒は蒸気圧縮冷凍システムの基本原理です。冷媒は低温環境と高温環境の間をループ状に循環します（図を参照）。低温環境では、冷媒は低圧で熱を吸収し、蒸発します。気体状の冷媒は圧縮機に入り、圧力と温度が上昇します。加圧された冷媒は高温環境を循環し、そこで熱を放出して凝縮し、液体になります。高圧の液体は減圧され、液相と気相の混合物として低温環境に戻されます。[ 1 ] [ 2 ]
冷媒は、冷凍システムと同様の仕組みで動作するヒートポンプにも使用されます。冬には、ヒートポンプは冷たい屋外環境から熱を吸収し、暖かい屋内環境に放出します。夏には、熱伝達の方向が逆になります。[ 1 ] [ 2 ]
冷媒には、アンモニア、二酸化炭素、イソブタンなどの天然液体と、クロロフルオロカーボン、ハイドロクロロフルオロカーボン、ハイドロフルオロカーボンなどの合成液体が含まれます。古い合成冷媒の多くは、地球のオゾン層を保護するため、または気候変動を抑制するために禁止されています。[ 3 ]冷媒の中には可燃性または有毒なものもあるため、取り扱いと廃棄には注意が必要です。[ 1 ]冷媒は、ASHRAE Standard 34 システムを使用して安全性に基づいて分類されます。[ 4 ]
冷媒は蒸気圧縮システムと最も一般的に関連付けられていますが、他の多くの用途にも使用されています。これらの用途には、エアロゾルの推進、ポリマーフォームの製造、化学原料、消火、溶剤などがあります。[ 5 ]
チラーは、冷媒ではなく冷却液を循環させる二次ループを備えた冷凍システムであり、蒸気圧縮冷凍を使用して二次液を冷却します。 [ 6 ]吸収式冷凍システムは、アンモニアなどのガスを水などの液体に吸収することによって作動します。[ 1 ] [ 2 ]
特定の目的に適した冷媒の選択は、複数の要因の組み合わせによって決まります。異なる特性を持つ冷媒は、用途によって適したものとそうでないものがあります。[ 3 ] [ 7 ]
熱力学的に言えば、冷媒はエンタルピーの形でエネルギーを輸送し、蒸発または凝縮の際にエンタルピーは大幅に増減します。蒸気相と液相のエンタルピーの差は、蒸発潜熱と呼ばれます。蒸発潜熱により、蒸発器または凝縮器で温度変化を最小限に抑えながら、かなりのエネルギーを吸収または放出することができます。蒸発器と凝縮器の温度は、各コンポーネントの冷媒圧力を調整することによって制御されます。[ 1 ] [ 2 ]
冷媒は、低温環境の所望の温度よりも低い沸点を持つ必要があります。そうすると、低温環境から冷媒に熱が流れ込み、冷媒が蒸発します。冷媒の圧力が低いほど沸点も低くなります。このため、蒸発器（低温側）内の冷媒は低圧になります。[ 7 ] [ 8 ]蒸発器の圧力は、空気が漏れ込むのを防ぐために大気圧よりも高くする必要があります。[ 9 ]
同様に、冷媒は高温環境の温度よりも高い沸点を持つ必要があり、そうすることで冷媒が凝縮する際に熱が放出されます。沸点は圧力の上昇とともに上昇するため、凝縮器（高温側）内の冷媒は高圧になります。[ 7 ] [ 8 ]
ほとんどの冷凍システムでは、臨界点温度が凝縮器温度よりかなり高いことが望ましい。臨界点温度が凝縮器温度より高い場合、冷媒はほぼ一定の温度で気相から液相に凝縮することができる。しかし、臨界点が凝縮器温度より低い場合、相変化は起こらない。蒸発器温度と凝縮器温度が一定の場合、臨界点温度を凝縮器温度よりさらに高くすると、冷凍サイクルのエネルギー効率が向上する。[ 10 ]
しかし、臨界点温度が上昇すると、圧縮機入口での蒸気密度は低下します。密度が低いと、一定量の冷却に必要な蒸気の体積流量が増加します（つまり、同じ冷却を行うには圧縮機を大きくする必要があります）。したがって、冷媒の選択には、エネルギー効率と体積効率のトレードオフが関係します。[ 10 ]
冷媒蒸気の比熱容量も性能に大きく影響します。比熱容量が低いと圧縮機内で液体の生成が回避されますが、比熱容量が低すぎると圧縮機出口で望ましくない高温の蒸気が発生する可能性があります。最適化では、原子数の少ない冷媒分子が好まれる傾向があります。[ 10 ]高い蒸発潜熱と、蒸発器温度より十分に低い三重点温度も望ましいです。[ 7 ] [ 9 ]
二酸化炭素などの一部の冷媒は、臨界点温度を超える高温環境でも作動する可能性があります。このような超臨界冷凍サイクルでは、凝縮器をより広い温度範囲で作動するガス冷却器に置き換える必要があります。[ 7 ] [ 11 ]
冷媒は、望ましい特性のバランスを取るために混合されることがあります。純粋な冷媒は、圧力が一定に保たれている場合（蒸発器や凝縮器の場合など）、一定の温度で気化します。対照的に、混合冷媒は狭い温度範囲で気化します。この現象は温度グライドと呼ばれます。[ 7 ] [ 12 ]
安全性の観点から、理想的な冷媒は無毒で不燃性であるべきです。環境保護の観点から、冷媒はオゾン層破壊係数がゼロで、地球温暖化係数が非常に低いものであるべきです。大気中に自然に存在しない冷媒は、大気中での寿命が短く、環境に無害な副産物に分解されるべきです。[ 3 ] [ 13 ]
冷媒は使用中に化学的に安定しており、システムコンポーネントを腐食せず、潤滑剤と混和性がある必要があります。また、適合するラジアルシャフトシールも利用可能である必要があります。密閉システムの場合、冷媒蒸気がモーター巻線に接触する可能性があるため、高い絶縁耐力が必要です。[ 7 ] [ 9 ] [ 10 ]冷媒は低コストである必要があります。法的規制も冷媒の選択において重要な要素となる場合があります。[ 7 ] [ 14 ]
特定の目的に適した冷媒の選択には、前述のすべての要素間のトレードオフが伴います。多くの場合、完全に理想的な冷媒は存在せず、複数の異なる冷媒が妥当な選択肢となる可能性があります。[ 14 ]
蒸気圧縮冷凍は、1805年にオリバー・エバンスによって初めて提案され、冷媒としてジエチルエーテルが使用されました。1834年、ジェイコブ・パーキンスは、同じく冷媒としてジエチルエーテルを使用した蒸気圧縮システムの特許を取得しました。同年、ジョン・ヘイグによってそのシステムの最初の試作機が作られましたが、試作機は冷媒としてゴム蒸留物であるカウチュシンを使用していました。[ 15 ] [ 16 ] 1850年代には、オーストラリアで働いていたジェームズ・ハリソンが、同じくジエチルエーテルを使用したパーキンス型システムを開発しました。彼の技術の初期の応用例は、製氷と食肉包装でした。[ 17 ]
19世紀後半にはさらに多くの発明が続いた。1860年代には、サディアス・ロウが二酸化炭素システムを開発した。[ 18 ] 1870年代には、アンモニア、二酸化硫黄、ジメチルエーテル、塩化メチルをベースとしたシステムが導入された。[ 15 ] [ 19 ] 19世紀の冷媒のいくつかは今日でも使用されているが、安全性や性能上の理由から廃止されたものもある。[ 20 ] 20世紀初頭には、アンモニアが産業システムで主流となった。[ 18 ]
蒸気圧縮式冷蔵庫やエアコンの家庭用としての利用は、蒸気圧縮機を駆動するための小型電動モーターが利用可能になった20世紀初頭に始まった。これらの初期のシステムでは、アンモニア、イソブタン、塩化メチル、プロパン、二酸化硫黄が使用されていた。これらのそれぞれに、臭気、毒性、可燃性などの家庭用としての問題があった。（可燃性にもかかわらず、プロパンとイソブタンは安全面で優れた実績があった。）[ 18 ]
1920年代、トーマス・ミッジリー・ジュニアは、アルバート・ヘンネとロバート・マクニアリーと共に、無毒、不燃性、安定性のある液体を求めて合成冷媒の体系的な研究を行った。ミッジリーのチームは、塩素化およびフッ素化炭化水素（塩素とフッ素はハロゲンであるため、これらの化合物はハロゲン化化合物と呼ばれる）に焦点を当てた。1931年までに、ジクロロジフルオロメタン（R-12）が市場に登場した。R-12に続いて、1932年にはトリクロロフルオロメタン（R-11）、 1936年にはクロロジフルオロメタン（R-22）が登場した。R-11とR-12はクロロフルオロカーボン（CFC）であり、R-22はハイドロクロロフルオロカーボン（HCFC）である。[ 20 ] R-12の商標名はフレオンであり、当時はF-12とも呼ばれていた。[ 21 ]
冷媒のR番号付けシステムは、その後数年間にデュポンによって開発されました。[ 22 ]文字Rの後には、冷媒の化学構造を一意に識別する数字が続きます。このシステムはその後、国際標準となりました。多くの場合、冷媒の化学ファミリーを示すために、Rの代わりにさらに具体的な文字のグループが使用されます。たとえば、R-12はクロロフルオロカーボンであることを示すためにCFC-12と呼ばれることがあります。
CFCおよびHCFC冷媒は非常に成功し、半世紀にわたって市場を支配しました。[ 18 ] 1987年までに、R-12はほぼすべての冷蔵庫に、R-22はほぼすべてのエアコンに使用されました。[ 20 ]自動車システムはR-12に依存し、遠心圧縮機を使用する水冷チラーはR-11を好み、低温商業用冷凍は混合冷媒R-502を使用しました。[ 3 ]
1974年、マリオ・モリーナとF・シャーウッド・ローランドは、CFCが地球を紫外線から守るオゾン層を破壊すると予測した。 [ 23 ] [ 24 ]彼らの予測は1980年代に南極上空にオゾンホールが発見されたことで観測的に確認された。 [ 25 ]
このプロセスは、CFCが成層圏に到達して太陽放射を吸収したときに起こります。吸収された放射によって塩素原子がCFCから分離します。遊離した塩素はオゾンの分解を触媒します。塩素原子はO₃と反応してClOとO₂を生成し、ClOは再びClに変換され、さらにオゾン分子を攻撃することができます。1つの塩素原子は、成層圏から除去されるまでに数千のオゾン分子を破壊することができます。異常に深刻な南極のオゾン減少は、季節的に形成される極成層圏雲での化学反応によって引き起こされました。[ 26 ]
これらの発見は、1987年のモントリオール議定書の署名につながった。この国際協定は、オゾン層を保護するためにCFCとHCFCを段階的に廃止することを目的としていた。
モントリオール議定書では、CFCの生産は1996年までにほとんどの国で禁止される予定でした。HCFCはCFCよりもオゾン層破壊係数（ODP）が低いため、より長い期間をかけて段階的に廃止される予定でした。この移行期間中、 R-22などのHCFCの採用が加速されました。[ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]
R-12やR-22などのCFCおよびHCFC冷媒の代替品の探索は1970年代に始まった。モントリオール議定書が署名される頃には、自動車用途ではR-12の代替品としてR-134aが、大型チラーではR-11の代替品としてR-123が特定されていた。 [ 20 ] R-134aはハイドロフルオロカーボン（HFC）だが、R-123はハイドロクロロフルオロカーボン（HCFC）であり、これも最終的には段階的に廃止されることになる。
各国政府はモントリオール議定書を支持する規制を採用した。1991年、ドイツは冷却機器におけるCFCを排除する法律を制定し[ 30 ]、1995年からは新しい機器におけるCFCの使用が禁止された[ 31 ]。
米国の家庭用エアコンや産業用チラーは、1980年代からHCFCへと移行し始めた。1994年11月14日から、米国環境保護庁（EPA）は、大気浄化法に基づく規則に従い、冷媒の販売、所持、使用を認可を受けた技術者のみに制限した。[ 32 ]米国は1996年1月1日にCFCの製造と輸入を禁止した。 [ 33 ]備蓄されたCFCや回収されたCFCは、供給がある限り使用され続けた。
ずっと後になって、各国政府はHCFCの規制を開始しました。たとえば、2000年に英国のオゾン規制が施行され、新しいシステムでのR-22などのオゾン層破壊物質であるHCFC冷媒の使用が禁止されました。この規制では、2010年からメンテナンス用の「補充」液として新品のR-22を使用すること、および2015年から再生R-22を使用することも禁止されました。 [ 34 ] 2010年、米国環境保護庁は新しい機器でのR-22（HCFC-22）の使用を禁止し、[ 35 ]その多くはHFC混合物であるR-410Aに移行しました。[ 20 ] [ 36 ] 2020年1月1日には、R-22のすべての生産と輸入が禁止されました。[ 37 ]
オゾン層破壊を扱ったモントリオール議定書は、冷媒の地球温暖化への影響を規制することを目的としていませんでした。それでも、CFCは、それらに取って代わった冷媒よりもはるかに高い地球温暖化係数を持っています。結果として、モントリオール議定書は地球温暖化を非常に大幅に削減しました。[ 38 ]
1931年にCFCが導入される以前は、天然由来の冷媒が使用されていました。これらには、アンモニア、二酸化炭素、イソブタン、プロパンなどが含まれます。これらの冷媒はオゾン層を破壊せず、地球温暖化係数も非常に低いです。[ 39 ] これらの物質は、多くの合成冷媒の有害な影響が知られるようになった1990年代に再び注目を集めました。[ 20 ] これらは総称して天然冷媒と呼ばれています。
ヨーロッパの環境保護活動家たちはこの取り組みの最前線に立っていました。環境保護団体グリーンピースは、ドイツのドルトムント研究所とドイツの冷蔵庫メーカーDKKシャルフェンシュタインと協力し、フッ素系炭化水素ではなく炭化水素をベースとした商業的に実現可能な家庭用冷蔵庫を開発しました。1993年までに、炭化水素ベースの「グリーンフリーズ」冷蔵庫はドイツでForonというブランド名で商品化され、その後この技術は他の国にも広まりました。[ 40 ]グリーンフリーズシステムは、イソブタン（ R-600a）、プロパン（R-290）、その他の炭化水素のさまざまな混合物を使用します。 [ 41 ] [ 42 ]
1996年までに、グリーンフリーズは西ヨーロッパの生産量の35%を占め、2001年までに、炭化水素冷凍はドイツの生産量の100%を占めるようになった。[ 40 ]
2004年、グリーンピースはコカ・コーラ、ユニリーバ、後にペプシコを含む多国籍企業グループと協力して、「Refrigerants Naturally!」と呼ばれる連合を結成した。[ 41 ] この組織は、合成冷媒の代替として天然冷媒の使用を推進した。4年後、ユニリーバ傘下のベン＆ジェリーズとゼネラル・エレクトリックは、米国での生産と使用を支援するための措置を講じ始めた。[ 43 ]
合成冷媒を製造していた企業は、炭化水素の可燃性や爆発性を理由に、炭化水素への移行に抵抗した。[ 40 ] [ 44 ]この抵抗は、米国環境保護庁による炭化水素冷媒の承認に反対するロビー活動にまで及んだ。[ 45 ]冷凍システムを使用している企業、特にユニリーバとその子会社であるベン＆ジェリーズのアイスクリームは、炭化水素冷媒に対する規制上の障壁を克服するのに貢献した。[ 41 ]
2010年までに、世界中で製造された家庭用冷蔵庫の約3分の1がイソブタンまたはイソブタンとプロパンの混合物を使用しており[ 46 ]、日本は家庭用冷蔵庫のほぼすべてをR-134aからイソブタンに切り替えた[ 47 ] 。 2022年までに、イソブタンはEUの新しい家庭用冷蔵庫の70%以上で使用され、2025年までに、米国の新しい家庭用冷蔵庫の60%以上で使用されるようになった[ 48 ] 。
この時期には二酸化炭素も新たな注目を集めるようになった。CO₂は作動圧力が高いにもかかわらず、自動車や定置型システムにおいて実用的な冷媒として認識されていた。[ 11 ] 2014年までに、Refrigerants Naturally! のメンバーであるコカ・コーラは、 CO₂を冷媒として採用したHFCフリーの冷凍ユニットを100万台設置した。 [ 49 ]
ハイドロフルオロカーボン（HFC）は、1990年代と2000年代にCFCとHCFCの代替として広く採用されました。[ 20 ] [ 36 ] HFCはオゾン層を破壊しませんが、地球温暖化係数（GWP）はCO2の数百倍から数千倍で、大気中での寿命は数十年に及ぶ可能性があります。[ 39 ] HFCの地球温暖化係数が高い主な理由は、炭素原子とフッ素原子間の分子結合による赤外線（放射熱、または熱放射）の吸収です。 [ 50 ]
用途に応じて異なるHFCが採用された。家庭用冷蔵庫や自動車では、R-134a（HFC）がCFC R-12に取って代わった。低圧チラーでは、R-123がR-11に取って代わった。小型エアコンでは、当初R-407Cが検討された後、最終的に混合冷媒R-410AがR-22に取って代わった。また、低温業務用冷凍では、混合冷媒R-404AがR-502に取って代わった。[ 3 ]
この時代、HCFCの大気中濃度は安定し始めた一方、HFCの濃度は急激に上昇した（図参照）。
1997年にHFCとフルオロカーボン（FC）が気候変動枠組条約の京都議定書に含まれたことで状況は変わり始めました。 [ 51 ] [ 52 ]京都議定書は、特定の温室効果ガスの排出量を1990年の排出量より5%低いレベルに制限するという合意でした。これらのガスにはHFCが含まれていました。
これに対し、各国政府は新たな規制を導入した。例えば、2006年にEUはフッ素系温室効果ガス（FCおよびHFC）に関する規制を採択し、自然冷媒への移行を促進した。[ 53 ]
2010 年代には、新しい機器では、冷媒としてGWP の低い HFC、炭化水素、およびハイドロフルオロオレフィン(HFO) がますます使用されるようになりました。これらの冷媒は、当時の報道レポートに記載されているように、使用分野によって異なりました。家庭用冷凍には R-600a (イソブタン) [ 54 ] 、定置型空調にはR-32および R-454B [ 55 ] [ 56 ] 、チラーには R-514A、R-1233zd(E)、および R-1234ze(E) [ 57 ] [ 58 ] [ 59 ] 、業務用冷凍には R-32、R-290 (プロパン)、R-407A、および R-744 ( CO 2 ) [ 54 ] [ 60 ]が使用されました。これらの選択は、確立されたアプローチ、可燃性、および GWP の削減の間のさまざまなトレードオフを反映しています。これらの選択肢の中には、GWPが低いものの依然として高いものもあり、過渡期にあると見なされた。[ 3 ] [ 61 ]
2011年から、欧州連合は自動車用エアコンにおける100年GWPが150を超える冷媒の段階的廃止を開始しました。段階的廃止には、100年GWPが1,530の冷媒HFC-134a（R-134a）も含まれていました。[ 62 ]同年、米国環境保護庁は、米国で製造される車両向けにオゾン層と気候に安全な冷媒HFO-1234yf（R-1234yf）を支持する決定を下しました。[ 63 ]これらの規制上の決定は、2010年に自動車用エアコンにR-1234yfを推奨していた自動車業界の意見と一致していました。[ 64 ]
R-1234yfのGWPがR-134aよりも低いのは、主に大気中寿命が非常に短い（12日対13.5年）ためです。[ 39 ]どちらの分子も熱放射を吸収する炭素-フッ素結合を含んでいますが、R-1234yfの炭素二重結合により、トリフルオロ酢酸への迅速な分解が可能になります。[ 65 ]
モントリオール議定書のキガリ改正は2016年に採択されました。 [ 66 ] [ 67 ]この国際協定は、HFCの消費と生産の段階的な削減を実施しました。2019年、UNEPはエアコンと冷蔵庫に関する新しい自主ガイドラインを発表しました。[ 68 ] 当時、研究者らは、CFC、HCFC、およびHFCが、すべての長寿命人為的温室効果ガスからの直接放射強制力の約10%を占めていると推定しました。[ 69 ]
米国は2022年10月31日にキガリ改正を批准した。[ 70 ]米国環境保護庁はHFCの段階的廃止スケジュールを発表しており、[ 71 ] 使用分野ごとのGWP制限も含まれている。[ 72 ]
2020年代半ばまでに、EUと米国のHFC規制により、家庭用冷蔵庫のR-600a（イソブタン）や自動車用途のR-1234yfなど、いくつかの低GWP冷媒が広く採用されるようになった。 [ 48 ] [ 73 ] [ 74 ] [ 75 ] 2022年までに、EUの家庭用冷蔵庫の新製品の70%以上がイソブタン（R-600a）を使用し、2025年までに米国の家庭用冷蔵庫の新製品の60%以上もイソブタンを使用するようになった。[ 48 ] 2022年には、米国の新車の98%以上、欧州の新車の99%がR-1234yfを使用した。[ 75 ]他の用途分野では、2020年代初頭には最適な冷媒の選択がまだ進化していた。[ 3 ]
キガリ改正の下では、発展途上国は一般的に先進国よりも遅い段階的削減スケジュールに従っている。人口の多い発展途上国の中で、中国、インドネシア、ナイジェリア、ブラジルは、2029年までにHFC消費量を10%、2045年までに80%削減することを約束している一方、インドは2032年までに10%、2047年までに80～85%削減することを目指している。[ 76 ] [ 77 ]ただし、各国は異なる方法で進める可能性がある。例えば、中国はキガリ改正よりもずっと前にイソブタン冷蔵庫を広く採用しており、[ 78 ] 2026年から新しい冷蔵庫でのHFCの使用を禁止した。[ 79 ]
冷媒は直接的および間接的なリスクをもたらす可能性があります。その化学組成によっては、可燃性、毒性、またはオゾン層破壊や温室効果による環境への悪影響をもたらす可能性があります。これらの危険性を標準的な方法で分類するために、ASHRAE規格 34 では、それぞれに文字と数字のコードを割り当てています。文字「A」または「B」は毒性を示し、数字 1 ～ 3 (2L はサブクラス) は可燃性を示します。[ 4 ] [ 80 ]クラス A1 冷媒は毒性が低く、不燃性です。A2L と A2 はそれぞれ毒性が低く、可燃性も低減および標準です。A3 冷媒は毒性は低いですが、可燃性が非常に高いです。クラス B 冷媒は可燃性は同じですが、毒性が高くなります。たとえば、アンモニアはクラス B2L です。
低毒性冷媒（クラスA）は、冷媒を回収するのではなく消費する開放系でよく使用されます。このような装置には、HCFCまたはHFCを使用する消火器や消火剤[ 81 ] [ 82 ] 、 HFC-152aまたは炭化水素噴射剤を使用するガスダスター、 HFC噴射剤を使用する定量吸入器[ 83 ] 、 A3冷媒イソブタン（R-600a）を含む使い捨てライター[ 84 ]などがあります。
環境への悪影響を軽減するため、冷媒の取り扱いには厳格な規制が適用されます。米国では、大気浄化法第608条により、固定機器の保守または廃棄を行う者は認証を受ける必要があり、第609条は自動車のエアコンを扱う技術者に適用されます。[ 85 ] [ 86 ]同様に、英国では、フッ素化ガスおよびオゾン層破壊ガスの取り扱いにはC&G 2079の資格が必要であり、炭化水素および可燃性冷媒の取り扱いにはC&G 6187-2が認められています。[ 87 ]また、米国法では、ほとんどの合成冷媒の意図的な放出は禁止されていますが、アンモニア（R-717）、二酸化炭素（R-744）、イソブタン（R-600a）、プロパン（R-290）、および炭化水素混合物HCR-188C（R-441A）などの特定の天然冷媒の放出は許可されています。[ 88 ]
排出量を最小限に抑えるため、使用済み冷媒はサービス中または廃止時に回収されなければならない。冷媒の再生（使用済み冷媒を新品冷媒の純度仕様を満たすように処理すること）は、米国ではEPAの認可を受けた再生業者によって行われなければならず、回収は認定技術者によって行われる。[ 89 ]
ASHRAE [ 14 ]は、冷媒の比較性能に関する以下のモデルデータを提供しています。これらの値は、蒸発器温度が-6.7 °C (19.9 °F)、凝縮器温度が30.0 °C (86.0 °F)の場合の冷凍キロワットあたりで計算されています。これらの温度は、家庭用冷蔵庫の温度に近い可能性があります。
この表でモデル化された特定の状況では、冷媒の選択においていくつかのトレードオフが明らかです。二酸化炭素（クラスA1）は、動作圧力が群を抜いて高く、消費電力もはるかに高くなります。アンモニアは消費電力が最も低いですが、毒性があり、密閉型コンプレッサーとの互換性がないため、家庭での使用には適していません。[ 18 ]
イソブタン（A3クラス）は圧力が最も低く、消費電力も2番目に低い。R-32（A1クラスだがHFCでもある）は圧力が2番目に高く、消費電力はイソブタンと同程度である。圧力が最も低い冷媒は一般的に圧縮機の排気量が大きい（つまり、往復動圧縮機ではより大きなシリンダーサイズが必要となる）。
必要に応じて、これらのデータから冷凍システムの2つの一般的な性能指標を計算できます。成績係数（COP）は、単位電力入力あたりの冷凍効果であり、 電力は1kWの冷凍能力あたりで与えられるため、1kW/（消費電力）に等しくなります 。体積容量Qvol（MJ/m3 ）は、圧縮機に入る単位体積あたりの冷却効果であり、同様に1kW/（圧縮機排気量）に等しくなります。COPが高いほどエネルギー効率が高く、Qvolが高いほどシステムサイズが小さくなります。[ 61 ]
ASHRAE は、このケースに関する追加データ、およびその他の運転条件と追加の冷媒に関するデータも提供しています。[ 14 ] ここでの値と比較は、この温度範囲に特有のものであり、冷媒の性能は他の温度範囲では向上または低下する可能性があります。[ 36 ]
これらの表に記載されている冷媒は、特に明記されていない限り、すべて安全クラスA1（無毒性、不燃性）です。GWP =地球温暖化係数。
ASHRAEとISO が維持するR番号システムは、冷媒をその組成に応じて一意に識別します。[ 107 ] [ 108 ]このシステムはハロゲン化炭化水素の番号付けのために始まりましたが、混合冷媒や無機冷媒も包含しています。
ISOによると：[ 108 ]
メタン、エタン、エテン、プロパン、プロペン、ブタン、ブテン、シクロブテン、シクロブタン系列の炭化水素、ハロカーボン、エーテルに割り当てられた識別番号は、冷媒番号から化合物の化学組成を明確に特定できるような番号である。
これらの冷媒の場合、R値は次の形式になります：R-[接頭辞] X 1 X 2 X 3 X 4 [接尾辞]、ここで
これらの規則により、次の冷媒シリーズが生成されます（xx はX 3 X 4の略記です）。R -xx、 メタンシリーズ。R -1xx、エタンシリーズ。R -2xx、プロパンシリーズ。R -11xx、エテンシリーズ。R -12xx、プロペンシリーズ。
例えば、2桁の数字であるR-32は、X1 = X2 = 0となり、炭素原子1個（メタン系列）に水素原子2個（X3 - 1）とフッ素原子2個（X4 = 2）が結合していることを意味し、CH2F2 （ジフルオロメタン）となります。同様に、R-290は、X1 = 0（不飽和炭素-炭素結合なし）、炭素原子3個（X2 + 1）、水素原子8個（X3 - 1）、フッ素原子なし（X4 = 0）となり、C3H8 （プロパン）となります。
接頭辞が存在する場合、環状化合物の場合は大文字の「C」 、エーテル基を含む化合物の場合は「E」、エーテル基を有する環状化合物の場合は「CE」となる。
接尾辞はより複雑な規則に従います。大文字の接尾辞は、以下の特性に応じて追加されます。「B」と「I」は、数字とともに、塩素原子が臭素またはヨウ素に置換された数を示します。「(E)」はトランス分子を、「(Z)」はシス分子を表します。小文字の接尾辞の規則は、分子の系列によって異なります。
プロペン系列の例として、R-1234yfは、炭素原子3個（ X 2 + 1 = 3、したがってプロペン構造）、水素原子2個（X 3 − 1 = 2）、フッ素原子4個（X 4 = 4）と炭素-炭素二重結合（X 1 = 1）を1つ持ち、フッ素原子は中心炭素（y）に、メチレン基（f）は別の炭素原子と二重結合した炭素原子と2つの水素原子から構成されています。これらの詳細から、 2,3,3,3-テトラフルオロプロペンが定義され、コンマで区切られた数字は、各フッ素原子がどの炭素原子に結合しているかを示しています。
R値は、混合冷媒、一部の炭化水素、無機冷媒に対して異なる規則に基づいて割り当てられます。[ 108 ]
この規格では、R- という接頭辞を冷媒の分子成分を表す接頭辞に置き換えることができます。例としては、クロロフルオロカーボンには CFC-、ハイドロクロロフルオロカーボンには HCFC- 、ハイドロフルオロカーボンには HFC- 、ハイドロフルオロオレフィンには HFO- などがあります。[ 108 ] [ 110 ]例えば、ハイドロフルオロオレフィン (HFO) R-1234yf は HFO-1234yf とも呼ばれます。
...seit 1995 hergestellten Kühlgeräte sind zwar FCKW-frei, da diese Stoffe in den neuen Produkten verboten wurden,...[ ...1995 年以降に製造された冷却器具は、新製品ではこれらの物質が禁止されているため、CFC フリーです。... ]
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