業務用エアコンの環境負荷低減
1. はじめに
1998 年の省エネ法改正により，エ アコンなどの特定機器において，商品 化されている製品のうち最も省エネ性 が優れている機器の性能に基づいて省 エネ基準値を定める「トップランナー 方式」が導入された．また 2015 年 4 月施行の改正フロン法では，業務用エ アコンに冷媒として充填されるフロン 類の管理が強化されている．このよう に，エアコンの環境負荷低減がますま す重要となる中，ダイキン工業（株）
（以下，当社）では，「省エネ」「環境」
「快適」「安心設計」「施工性」の五つ の視点で最高級を追求した業務用（店 舗・ オ フ ィ ス 用 ） エ ア コ ン『FIVE STAR ZEAS』シリーズを発売してい る（1）．本稿ではこのうち，「省エネ」「環 境」を取り上げ，環境負荷低減への取 り組みについて紹介する．
2. 環境負荷低減への取り組み
エアコンの環境負荷については，冷 媒の製造・充填・排出や機器運転時の 電力消費などを，総合的に考慮する必 要がある．そこで，本シリーズでは，業務用エアコンとして初めて，新冷媒 HFC32 を採用した（1）．HFC32 は，図 1 に示すように，オゾン層破壊係数がゼ ロであり，また地球温暖化係数が従来 の冷媒 HFC410A の約 1/3 である（2）． さらに，エアコン用の冷媒としての特 性にも優れており，少量で高効率な熱 搬送が可能である．本シリーズでは，
冷媒回路を一部見直すことでこの特性 を最大限に引き出し，冷媒充填量削減 と省エネ性向上を両立させた．また当 社では，従来の熱交換器よりも高効率 で内容積の小さいオールアルミ製「マ イクロチャネル熱交換器」を，ヒート ポンプ式エアコンとしては世界で初め て実用化している（3）（4）．これを，2015 年 2 月から本シリーズにも搭載すること で，さらなる冷媒充填量削減と省エネ 性向上を実現した（2）．以下に，マイク ロチャネル熱交換器について概説する．
3. マイクロチャネル熱交換器
図 2に，従来の熱交換器とマイクロチャネル熱交換器の基本構造を示 す．従来の熱交換器は，銅製の伝熱管
（円管）とアルミ製のフィンで構成さ れており，伝熱管内を流れる冷媒と フィン間を流れる空気との間で熱交換 が行われる．これに対し，マイクロチャ ネル熱交換器では，伝熱管としてアル ミ製の扁平多穴管が使用されている．
扁平多穴管は円管に対して，それらの 管外（空気側）伝熱面積を同程度とし た場合，管内（冷媒側）の伝熱面積は 大きく内容積は小さい特徴を有する．
また空気側では，通風抵抗が低下し，
さらに，空気が流れ込みにくい管背面 の領域が小さいため，熱伝達率も向上 する．これらにより，マイクロチャネ ル熱交換器では，少ない冷媒充填量で 高い熱交換効率を得ることができる．
一方，熱交換に伴い発生する結露水 が扁平管上に滞留しやすいことや，冷 媒流路数が多いため冷媒の均一分配が 困難であることなどの課題もあった．
そこで，水はけを良好にするフィン形 状（4），および冷媒を均一分配するため のヘッダーや分流器（2）などの開発によ
り，課題を解決した．
4. おわりに
以上の結果，従来機から本機（2015 年型機）への更新により，消費電力量 を最大で約 70％削減し※1，地球温暖化 への影響を約 76％低減する※2ことが 可能となり，環境負荷を大幅に低減で きた．
（原稿受付 2015 年 1 月 20 日）
〔柴田 豊 ダイキン工業（株）〕
（ 1 ）ダイキン工業（株）ホームページ，●文 献 http://www.daikinaircon.com/shopoffice/
products/fivestarzeas/intro.html
（ 2 ）ダイキン工業（株）ホームページ，
http://www.daikinaircon.com/news/
2014new_fivestar/
（ 3 ）ダイキン工業（株）ホームページ，
http://www.daikin.co.jp/press/2012/
120126_2/index.html?ID=aircontop
（ 4 ）Fujino, H., Kamada, T. and Inoue, S., De- velopment of All Aluminum Microchannel Heat Exchanger for Air-Conditioner, Proc.
of 15th Int. Heat Transfer Conf., （2014-8）, IHTC15-9534.
オゾン層 破壊係数
R410A に比べ 地球温暖化係数が
675 2012 年～
R32（HFC）
2000 年 R410A（HFC）
1997 年 R22（HCFC）
1987 年 R12（CFC）
冷媒種
2 090 1 810
10 900 1.0
0.05
0
約
1／3
ゼロ
＋
0
オゾン層破壊係数地球温暖化係数
図 1 エアコン用冷媒の変遷（2）
従来の熱交換器
マイクロチャネル熱交換器
空気の流れ
空気の流れ 室外機
冷媒の流れ
冷媒の流れ 熱交断面
熱交断面
冷媒流路（冷媒が 流れる穴）の径は 1 mm 未満
（冷媒が流れる穴）冷媒流路 約 7 mm
約 7mm
1mm 未満 アルミ扁平
多穴伝熱管
図 2 マイクロチャネル熱交換器（2）（3）
─ 52 ─
日本機械学会誌 2015. 4 Vol. 118 No.1157 218
※1 当社 1998 年型機と 2015 年型機との比 較．更新前の従来機の汚れや経年劣化 などの影響を含む．
※2 当社 2013 年型機（R410A 使用）と 2015 年型機との比較．
TOPICS.indb 52 2015/03/30 20:01:56
