可燃性冷媒（A2L と A3）：充填量の上限、規格、ATEX

可燃性冷媒が普及している理由

Fガス規則や他国の同様の規則による低 GWP の要求により、高 GWP 冷媒は段階的に廃止されつつあります。主な代替冷媒は、プロパン、イソブタン、二酸化炭素などの自然冷媒か、R32 や HFO 混合冷媒などの低 GWP 合成冷媒です。二酸化炭素は不燃性ですが、その他の代替冷媒の大半は A3 または A2L です。その燃焼性のため、部屋の中の冷媒量が制限され、設置と整備には特別な注意が必要になります。

LFL と安全区分

燃焼下限界（LFL）は、空気中で着火しうる冷媒の最低濃度で、kg/m³ で表されます。プロパンの LFL は 0.038 kg/m³、R32 は 0.307 kg/m³ です。LFL が低いほど、少ない量で部屋の中に可燃性混合気が形成されます。区分 2L は微燃性で、火炎の伝播が遅く（最大 10 cm/s）、混合気に着火するにはより多くのエネルギーが必要です。そのため、A2L 冷媒は A3 より多い量を使用できます ^[1]。

EN 378-1 による充填量の上限

EN 378-1 は可燃性冷媒の上限を三つの段階に分けています ^[1]。

m1 未満では、部屋の大きさに関する要件は基本的にありません。m1 と m3 の間では、充填量は部屋の大きさと設置高さによって制限されます。一般的な計算方法は m_max = 2.5 × LFL^1.25 × h0 × A^0.5 という式で、A は部屋の床面積（m²）、h0 は冷媒が漏えいしうる高さで、床置き形では 0.6 m、天井設置形では 2.2 m などとします。m3 を超える場合、冷媒を含む部分は、設置場所区分とアクセス区分に応じて機械室、換気された筐体、または屋外に設置しなければなりません ^[1]。案件に適用される規格の版を必ず確認してください。EN 378 の改正により、可燃性冷媒の計算方法が変わります。

製品規格 IEC 60335-2-89 と 60335-2-40

工場で製造される機器は IEC 60335 シリーズの製品規格の対象で、欧州では EN 60335 として発行されています。IEC 60335-2-89 は、圧縮機内蔵形または別置形の業務用冷蔵ショーケース、製氷機、アイスクリーム機を対象とします。2019年版では、A3 冷媒の上限が 150 g から冷媒回路ごとに 13 × LFL、プロパンで約 500 g に引き上げられました。ただし、機器が気密性や試験などに関する追加要件を満たすことが条件です。A2L 冷媒の上限は 1.2 kg です ^[2][3]。

IEC 60335-2-40 は、空調機、ヒートポンプ、除湿機を対象とします。部屋の大きさに対して機器に充填できる可燃性冷媒の量と、漏えい検知、空気循環または換気、遮断弁など、より多くの充填量を可能にする対策を定めています。設置の際は、最小床面積に関する製造者の指示に必ず従ってください。

ATEX

ATEX は二つの EU 指令で構成されています。指令 2014/34/EU は、爆発の可能性がある雰囲気で使用する機器と保護システムを対象とします ^[4]。指令 1999/92/EC は使用者の義務を定めており、爆発性雰囲気のリスクを評価し、区域をゾーンに区分し、適切な機器を選定し、すべてを防爆文書にまとめることを求めています ^[5]。冷凍分野では、プロパンやアンモニアを使用する機械室や、冷媒が漏えいしうる整備作業などで ATEX が関係してきます。EN 378 と製品規格は通常運転で爆発性雰囲気が生じないように作られていますが、整備時と漏えい時のリスクは評価しなければなりません。

可燃性冷媒システムの安全な整備

• 作業前にリスクを評価し、近くに着火源（裸火、火花、高温の表面、承認されていない電動工具）がないことを確認します。
• 作業前と作業中に、その冷媒用のガス検知器で濃度を測定します。
• 作業場所を換気します。プロパンなどの可燃性冷媒は空気より重く、床面やピットにたまります。
• 可燃性冷媒用として製造者が承認した回収装置、真空ポンプ、工具を使用します。
• ろう付けの前に冷媒を抜き取り、システムを窒素でパージします。可燃性冷媒が入ったシステムでは絶対にろう付けをしてはいけません。
• 消火器を手の届く場所に置きます。
• システムに冷媒の種類と量を表示し、ガスボンベの保管と運搬に関する規則に従います。