R-407Bとは何か — 建築・設備での特性・施工・更新の実務ガイド

2025年12月29日 最終更新日時 : 2025年12月29日 エバープレイ編集部

はじめに

R-407Bは冷媒として建築設備や業務用空調で用いられるHFCの混合冷媒のひとつで、過去に広く使用されていたR-22（HCFC）に替わる代替冷媒として導入された経緯があります。本コラムでは、R-407Bの基礎特性、現場での取り扱い・改修（レトロフィット）の注意点、性能比較、環境規制や後継冷媒の選択肢などを実務目線で詳しく解説します。設計者・施工・保守担当者が現場で直面する課題と対応策に焦点を当てています。

R-407Bの概要と基本特性

R-407Bは複数のHFC成分を混合したゼオトロープ（あるいは準ゼオトロープ）型の冷媒です。オゾン層破壊の原因となる成分を含まず、HCFCであるR-22に比べオゾン破壊係数はほぼゼロですが、GWP（地球温暖化係数）が高めである点に注意が必要です。安全性分類は一般的にA1（低毒性・非可燃）に該当するため、取り扱い上の重大な毒性や可燃性リスクは低いとされています。

R-407Bは混合冷媒であるため、沸点や凝縮・蒸発挙動に温度グライド（沸点差）が生じます。温度グライドは熱交換器内での相変化挙動に影響を与え、設計上の過渡熱抵抗や実効熱交換面積に関わります。これにより、同等の運転条件でも単一成分冷媒と比較して冷凍能力や効率が変化することがあります。

適用領域と代表的な用途

R-407Bは主にR-22を用いていた既存の空調機器・冷凍機の代替（レトロフィット）として検討されることが多い冷媒です。パッケージエアコン、業務用冷凍冷蔵設備、中規模のチリングユニットなど、R-22からの転換が技術的に可能な機器で採用されてきました。ただし、あらゆるケースで「代替の最適解」であるわけではなく、システムの種類や運転条件により適合性評価が必要です。

R-22からのレトロフィット（更新）での注意点

R-407Bを既存のR-22機器に導入する場合、次の点を必ず確認・実施してください。

  • 潤滑油の互換性と交換: 多くのHFC混合冷媒は鉱物油や一部の既存油と混合して用いると潤滑性能が劣化するため、POE（ポリオールエステル）などの可溶性油への入替えが必要になるケースが多い。油分離器や油返し経路の清掃・改修も重要です。
  • 膨張弁・制御器の再調整: 温度グライドや蒸発・凝縮圧の差異により膨張弁の設定が最適でなくなることがあるため、熱交換器側の過熱度・過冷却度を確認の上、膨張弁や制御ロジックの最適化を行う。
  • 配管内の残油・不純物除去: 旧冷媒と混在することによる性能悪化や化学反応を避けるため、フラッシングやフィルタードライヤーの交換を実施する。
  • 冷凍サイクル性能評価: 同一充填量での冷凍能力や効率が変わるため、実機での能力評価（運転点でのCOP、冷房・冷却能力）を確認する。
  • 安全規格と表示: 使用する冷媒名の表示や配管識別、充填量の記録など法規上の要件を満たす。

性能面での比較

一般的に、R-407BはR-22と比べて『類似する作動圧力範囲』を持つため大きな機械的改造を要さないことが利点です。ただし、温度グライドの影響や熱容量の違いにより同条件での冷凍能力・効率（COP）は若干変化します。現場では、システムごとに運転特性が異なるため、理論値だけで判断せず実機試験を行うことが推奨されます。

また、蒸発器・凝縮器の熱伝達性能はグライドにより局所的に影響を受けるため、特に温度差が小さい熱交換器（例:低温蒸発器や回収熱利用系）では注意が必要です。必要に応じて熱交換器の容量や流量を見直すことが望ましいです。

環境・規制面の位置づけ

R-407Bはオゾン破壊係数が低く、モントリオール議定書により段階的に回収・代替が求められているR-22に代わる選択肢の一つとして登場しました。しかし、地球温暖化係数（GWP）は依然として高い部類に属するため、長期的にはHFO類（低GWP冷媒）や自然冷媒（CO2、アンモニア等）へ移行する流れがあります。各国の規制や補助金、産業界のロードマップに応じて最適冷媒は変わるため、設備更新の計画時には法令・補助金情報を確認してください。

取り扱い・安全管理

R-407B自体は非可燃であり毒性も低いですが、事故時の冷媒漏えい、油との混合、不適切な充填作業は故障や安全事故につながるため、取り扱いは資格を有する技術者が行う必要があります。充填量管理、漏えい検知、冷媒回収装置の使用、適切な個人用保護具の着用など、基本的な作業手順を遵守してください。

現場でよくあるトラブルと対策

現場で起こりやすいトラブルとその対策をまとめます。

  • 能力低下: 膨張弁の再調整と過熱度確認、油の混入や不純物による熱交換低下の有無を点検する。
  • 循環油の不具合: 鉱物油が残留しているとPOEとの相溶性問題で潤滑不良を起こすため、フラッシングや油交換を確実に行う。
  • 冷媒の成分分離（フラクショネーション）: 長期の補充や漏えい修理の際、成分比が変化する可能性があるため、充填はメーカー仕様に従い正確に行う。
  • 熱交換器の凍結や凝縮不良: 温度グライドが原因で設計上の温度差が確保できない場合、流量調整や圧力設定の見直しを行う。

設計段階でのチェックポイント

新築や大規模改修でR-407Bの採用を検討する場合、次を確認してください。

  • 機器メーカーの適合確認: 元設計時点でR-407Bの使用が想定されているか、保証や定格がどうなるかを確認。
  • 油管理設計: 油分離器、油返しライン、フィルター容量などをR-407Bに合わせて設計する。
  • 熱交換器の余裕: グライドによる影響を考慮し、必要に応じて余裕を持たせた熱交換器容量とする。
  • モニタリングと自動制御: 運転監視、過熱度管理、圧力監視を行いやすい計装を整備する。

R-407Bの代替候補と将来展望

近年、低GWPを目指す流れが加速しており、R-407Bのような高GWP冷媒は長期的には置き換え対象となります。代替候補には、低GWPのHFOベース混合冷媒や、機器の見直しで自然冷媒（CO2、アンモニア）を採用する選択肢があります。選択の際は、安全性、効率、初期投資、運用コスト、法規制、メンテナンス性を総合的に比較する必要があります。

実務的な導入手順（概略）

R-22機器をR-407Bに更新する際の代表的な手順は以下になります。

  • 既存設備の現状調査と適合性評価
  • 必要な部品・消耗品の選定（フィルタードライヤー、Oリング、油）
  • 油の完全置換・配管フラッシング
  • 適切な冷媒充填と圧力・温度の立上げ確認
  • 性能試験と運転条件の最適化
  • ドキュメント更新と表示、使用者への説明

まとめ

R-407BはR-22置換の選択肢として実務での採用実績がある冷媒ですが、ゼオトロープ特性や潤滑油の互換性、GWPの高さといった注意点があり、単純なドロップインでは最適解にならないことが多いです。レトロフィットを検討する際は機器メーカーの指針に従い、油の置換、配管の清掃、膨張弁調整、実機での性能確認を厳密に行ってください。将来的には低GWP冷媒や自然冷媒への移行が進むため、改修タイミングで長期的な冷媒戦略を検討することが重要です。

参考文献

ASHRAE（米国暖房冷凍空調学会）
US EPA（環境保護庁）- 冷媒と規制情報
UNEP Ozone Secretariat（モントリオール議定書関連情報）
業界メーカーの製品データシート（具体的機器・冷媒のデータは機器メーカー資料を参照）

カテゴリー
建築・土木
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