R-290（プロパン冷媒）の全貌：特性・利点・危険性・現場対応ガイド

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-290とは何か

R-290は化学名プロパン（propane、CAS 74-98-6）を冷媒として用いる呼称で、近年、低GWP（地球温暖化係数）かつ効率の良い冷媒として注目されています。従来のHFC冷媒の代替として、家庭用冷蔵庫、業務用ショーケース、小型パッケージ空調機器、ヒートポンプなど幅広く採用が拡大しています。本稿では、物理的特性や環境面での優位性、運用上の注意点、関連規格・法規、現場での安全対策まで実務的に解説します。

物性と冷媒としての基本特性

R-290は飽和炭化水素で、沸点は約-42℃と低く、冷凍サイクルで良好な熱力学特性を示します。大きな特徴はGWPが非常に低いこと（GWP100年値は概ね3前後と報告されている）で、オゾン層破壊係数（ODP）はゼロです。一方で可燃性が高く、ASHRAE分類では「A3（低毒性・高可燃性）」に分類されています。引火点や下限爆発濃度（LEL：約2.1%体積）などの危険パラメータを正しく理解した上での設計・施工・保守が必須です。

環境面とエネルギー性能

R-290の最大の利点は低GWPによる環境負荷の小ささです。多くの国・地域でFガス規制が強化される中、R-290は温暖化対策の実用解として位置づけられています。また、熱力学特性により同等容量のHFC冷媒と比較してシステム効率（COP）が向上するケースが多く、運転エネルギー削減につながる点も評価されています。ただし、最終的なエネルギー性能は熱交換器の設計、膨張デバイス、機器の最適化に依存します。

メリット（利点）

  • 低GWP・ODPゼロ：地球温暖化への寄与が小さい。
  • 高い熱力学性能：適切設計で高いCOPが期待できる。
  • コスト面：原料が比較的安価で長期的な運用コスト低減が見込まれる。
  • 既存技術の応用性：コンパクト機器への搭載が可能で、冷凍サイクルの基本は従来と同様。

デメリット・リスク（注意点）

最大の課題は可燃性です。漏えい時に周囲に可燃混合気が形成されれば着火・爆発のリスクが生じます。これに伴う設計上の制約（充填量の制限、電設機器の防爆仕様、換気要件など）や、整備時の安全手順（着火源の排除、ガス検知器運用、適切な保護具の着用）が必要です。また、冷媒・潤滑油の組合せやシール材の適合性を確認する必要があります。さらに、規格・法令の適用範囲は国・地域で異なるため導入前に確認が必要です。

主な規格・法規（現場で参照すべきもの）

  • ASHRAE 34／15：冷媒の分類・安全基準。
  • EN 378（欧州）：冷凍設備の安全要件（充填量制限、換気、ガス検知等）。
  • IEC（または各国の電気安全基準）：可燃冷媒使用機器の電気部品に対する防爆・耐圧仕様（IEC 60079シリーズなど）。
  • 各国の建築・消防・作業安全法規：R-290に関する充填量制限、貯蔵や取り扱いに関する規制。

※国内外で適用される基準や許容値は異なるため、設計時は現地法令・規格の確認と適合が必須です。

設計・施工上の実務ポイント

  • 充填量の最適化：必要最小限の充填量を採用し、可能であれば二次冷媒（ブライン等）の併用で可燃冷媒充填量を抑える方法も検討する。
  • 換気設計：漏えい時に濃度がLELに達しないよう自然換気または機械換気を計画する。閉鎖空間や地下室では特に注意。
  • 電気機器の選定：点火源となる電気部品は防爆仕様や低火花化された部品を使用する。配線や端子の密閉も重要。
  • ガス検知器の設置：常時監視のための固定式ガス検知器と警報を設置し、定期校正を実施。
  • 配管・接続の配慮：漏れやすい継手は避け、溶接・フレアなど確実な接続を行う。サービスバルブの配置や保護も検討。
  • 潤滑油・材料適合性の確認：メーカーの適合表に従い、Oリングやシール材、潤滑油の組合せを選定する。

保守・点検のポイント

運用段階では定期的な漏れ点検、ガス検知器の点検・校正、配管・継手の緩みチェック、換気設備の確認が必要です。保守作業時は必ず可燃性冷媒に関する教育を受けた技術者が行い、作業前に周囲の点火源を遮断、換気を行うなどの作業手順を厳守してください。また廃棄・回収時には冷媒回収機で確実に回収し、不適切な大気放出や混合廃棄を避ける必要があります。

導入事例と応用分野

R-290は家庭用冷蔵庫での採用が最も広く、業務用冷凍ショーケースや小型パッケージエアコン、移動体（トラック冷凍）や小規模のヒートポンプにも利用されています。特に欧州やアジアの一部では省エネ・低GWPを理由にスーパーのショーケースや自販機でも導入が進んでいます。大規模な商業冷凍や産業用冷凍機では充填量と安全対策の関係から二次側システムや低可燃性代替冷媒との併用が選択されることがあります。

法規制と認証の動向

世界的にFガス規制や低GWP戦略の強化が進み、R-290を含む低GWP冷媒の採用は促進されています。一方で可燃性の扱いに関する基準整備や設置制限、技術者教育の整備が各国で進行中です。機器メーカーは市場ごとの規格・認証に対応した製品を提供しており、設計者・施工者は最新の規格（EN、IEC、ISO、各国の消防法令等）を確認のうえ導入を進める必要があります。

まとめ — 現場での実務的な提言

R-290は低GWPかつ効率の良い冷媒として有望ですが、可燃性という特質があるため現場では設計・施工・保守の各段階での安全対策が不可欠です。導入の際は次の点を優先してください：①現地の規格・法令を確認する、②充填量や換気・防爆設計を適正化する、③ガス検知器・防爆機器を整備する、④技術者教育と作業手順を徹底する。これらを守ることで、環境負荷低減と安全性の両立が可能になります。

参考文献

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