もう少しだけ触れられそうなネタがあった冷媒ガスの表の方から、今回もちょろっと話を進めていこうかと思います。
もう三度目ですが、今回がラストとなりそうですね……アピステ社の解説記事の表(と元記事リンク)を、今一度引用させていただきましょう(↓)。
分類 冷媒番号 オゾン層破壊係数
(ODP)地球温暖化係数
(GWP) ※備考 CFC R12 1 10900 1996年より生産廃止 HCFC R22 0.055 1810 2020年より生産廃止予定
現在、生産量規制中HFC R134a 0 1430 R32 0 675 HFC
混合R407C 0 1770 R410A 0 2090 HFO R1234yf 0 <1 地球温暖化係数が低くフロンの代替物質として普及。
微燃性自然冷媒 R717
(アンモニア)0 1 毒性・臭気あり。 R744
(二酸化炭素)0 1
第一世代(ダブル塩素でオゾン層に大ダメージ)のR12、第二世代(塩素を1つ減らした)のR22、第三世代(塩素を完全に除去)のR32、そして前回見ていた第四世代(分子内に二重結合をもつ……って正直「二重結合があるから、何なん?」という気もするものの、詳しい化学的根拠は分かりませんが、環境には素晴らしく優しいとのことです。ちょっと燃えやすいオチャメな一面もあり(笑))のR1234yfと、まるで「ポケモンか何かかよ」と思える(別に言う程思えませんけど(笑))「世代の進化」が見られたフロンガスですが(ちょっと能力は下がるけど、環境安全性は折り紙つき)、さらに一番下には「自然冷媒」として、めちゃくちゃ馴染みのある物質が挙げられていましたね。
それがアンモニアと二酸化炭素で、冷媒番号としてはそれぞれR717とR744とのことですが、700番台の下二桁は「分子量」を示すとのことで、例の原子の体重の合計である分子量、Nが14、Hが1、Cが12、Oが16ですから、NH3のアンモニアは14+3で17、CO2の二酸化炭素は12+16×2=44と、まさに中々分かりやすい名前だといえましょう。
ちなみに、アンモニアも二酸化炭素も常温常圧の平地条件では気体ですが、高圧をかければ液化するので…
(二酸化炭素は有名な「昇華性物質」(=気体からいきなり固体になる性質)で、二酸化炭素の固体は「ドライアイス」なわけですけど、それは常圧条件であり、圧力を変えれば二酸化炭素も液体にすることは可能です)
…当然、「圧縮液化→膨張気化」で冷気を取り出す冷媒として使うことは可能なんですが、なぜ20世紀の人々がそういう馴染みのあるガスではなくフロンという人工物質を使うようになったかというと、これはどう考えても、こいつらは冷却効率が悪いからなんですね。
実際、「冷蔵庫」のWikiP記事(↓)を見てみますと…
…リンク先に設定した「日本での歴史」項目にある通り、大正時代、家庭用冷蔵庫の歴史の最初期に輸入されたものは(圧縮型ではなく、微妙に仕組みの違う「気化吸収型」=ガス冷蔵庫と呼ばれるものだったようですが)…
「冷媒となるアンモニアをガスバーナーで加熱した際に発生させる気化熱を使ったもの」
…だったとのことで、当たり前ですがまだその程度の気化熱では冷凍にもっていけるほどの力もなく(多少時代がくだっても、「マイナス10℃前後が限界で、冷凍食品を扱うパワーはなかった」とのこと)、先ほどの表にもあった通り(というか小学生でも知っている通り)アンモニアは刺激臭の強い毒物ですから、早晩、別のものに取って代わられてしまったという歴史もあったんですね。
(流石に中年おっさんの僕も、冷凍庫のない時代は記憶になく(とはいえ、歴史を紐解いてみると、僕は2ドア式の今現在と同じタイプの冷凍冷蔵庫が普及しきった割とギリギリの時代に生まれたぐらいだったみたいですが)、アンモニア冷蔵庫は全く印象がありませんが……
特に昔の電化製品なんて作りがちょっと甘そうですし、使い続けると冷媒が一部漏れてきそうで、「古い冷蔵庫、何かニオウね」ということが、もしかしたらあったのかもしれませんね(まぁ、臭うほど漏れてたらそれはもう壊れてますし、流石に「冷蔵庫からアンモニア臭が!」はなかったかもしれないですけど(笑)。)
とはいえフロンガスに比べると環境保護レベルが極めて優良ですから、近年見直されている冷媒ではあるようですけれども、いやいや、ゆーて大正時代の技術に逆戻りとか、流石にないべ…?とは思える気もしますが……
(ちなみに地球温暖化係数は、フロンガスが3桁4桁は当たり前の数字だったのに、こちらは「1」ですけど、そもそもの定義が「二酸化炭素がもたらす温室効果を1とする」というものなので、こいつが1なのは当たり前なんですね。
アンモニアも二酸化炭素と全く同じレベル(係数1)とのことですが、むしろCO2ガスの削減がどうちゃら言ってる世の中で、それより数百倍の環境破壊力があるとなると、やっぱりかなりヤベェやつにも思えてしまうかもしれませんね、フロカスは…)
……環境安全面でも、前回見ていたHFOことR1234yfなんかは二酸化炭素よりさらに小さい、ほぼ0の温室効果とのことですし、よっぽど何か(どんな冷媒でもめちゃくちゃ冷やせるような)革命的な冷却効率を誇るシステムが出ない限り、自然物質だからといって、あまりそこまで(再)実用化はされなさそうにも思えるかもしれません。
とはいえ、カーエアコンではR1234yfが使われていましたけど、同じくそこまで広い部屋をガンガンに冷やす必要のない冷蔵庫なんかではそこまで圧倒的な効率の冷媒を使う必要もないのか、これもWikiP記事にあった通り、現行の冷蔵庫では、案外「自然冷媒」が使われているようです。
流石にアンモニアみたいなクセェやつが使われているわけではないようですが、最も使われているものとして、イソブタン(炭素4個の有機化合物が「ブタン」で、炭素原子の配置がストレートじゃないやつが「イソ」と呼ばれる感じですね)なんかがあるみたいですね!
冷媒番号は(上の「別称」にもある通り)「600a」だそうですが、「百の位は炭素の数マイナス1」というルールは何気に「2」までのようで、炭素4つだけどこちらは「一般有機化合物」として600番台が使われているらしく、「もうそれルールの意味ほぼないじゃん(笑)」と笑えましたがそれはともかく…
こいつは沸点-11.7℃と、割と簡単に液体になる感じのようで、その他の性質もそれなりに冷媒に適したもののようですから、「自然物質」の中では実際に幅広く使われているものになるみたいです。
(ちなみに、前回のR1234と同じく…というかそれ以上に、かなりの可燃性ガスであるという欠点はあるみたいですね。
むしろ、可燃性の高さから、ライターのガスとしても使われることがあるという多目的野郎のようです。)
ちょうど、こないだ最新人気ランキングNo.1エアコンの仕様書に「R32」とあるのを見ていましたが、冷蔵庫の価格コムランクNo.1は三菱「置けるスマート大容量」のMR-WX52H-Wとのことだったんですけど…
…マニュアルのPDFファイルに、きちんと掲載されていましたよ、「ノンフロン冷媒・イソブタンを使っとります」ということが堂々と!
(…こんな大きい画像を貼る意味もなかったですが(笑)、最下部の説明文にまさに書かれている通りですね。)
性能も売れ線だけに恐らく素晴らしく、さらに環境にも優しい、とても良い製品といえましょう。
この辺の話はやっぱり、環境に放たれ得るものですから「自然に存在するものが一番」というのも納得で、今後はどんどんイソブタンが使われる感じになっていくのかもしれません(実際、上記ウィ記事によると、既にエアコンでも使われている製品があるみたいですね)。
個人的には、生物学でしばしば人工物を扱っているからというわけではないんですけど、「天然志向」は正直…
「う~ん、本当に天然なら安全っていえるのか…?じゃあ毒キノコとかはどうなのよ」
…などと思えるため、人間の開発した自然に存在しないものでも、有能なものは素晴らしいんじゃないかなぁ、と思えますが…
(まさに二酸化炭素よりも環境に優しいR1234とかですね)
…とはいえやっぱり、「環境に放出する」ものなら、「今まで地球になかった物質を大量に出すことで良くない影響がある可能性は否定できないよね」と言われてしまえばそれはその通りですし、ことこういった工業製品に関しては、自然志向が一番かもしれないですね。
(ただやっぱり、「それを使うことで冷却効率が落ちて、同じ冷たさを得るためにより大きな電気エネルギーを使うことになるなら、それは間接的に環境破壊にはならないのかな…?」って気もしないでもないものの、まぁそれはちょっと難癖が過ぎる感じでしょうか。)
…といった所で、フロンガスについてはようやく一通り話に区切りが付きましたが、冷却に関してもうちょびっつだけ脱線してみたくなったネタがあったので(本来今回そこにいこうと思っていたのに、時間の都合で間に合わず…)、また次回そちらを見ていこうかな、と思っています。