R404Aとは？特性・使用上の注意点・代替冷媒と更新対策ガイド

2025年12月28日 最終更新日時 : 2025年12月28日 エバープレイ編集部

はじめに：R404Aとは何か

R404Aは主に商業用冷凍・冷蔵用途で長年にわたり広く使われてきた合成冷媒です。オゾン破壊係数（ODP）はほぼゼロである一方、地球温暖化係数（GWP）は非常に高く、環境規制の観点から置き換えが進められています。本コラムではR404Aの基本特性、現場での注意点、法規制の状況、代替冷媒と具体的な更新（リプレース／レトロフィット）手順までを整理します。

R404Aの基本的な特性

  • 組成（質量比）：R-125（約44％）、R-143a（約52％）、R-134a（約4％）のブレンド。
  • 安全性分類：ASHRAE分類でA1（低毒性・不燃）。
  • オゾン破壊係数（ODP）：ほぼ0（オゾン層破壊なし）。
  • 地球温暖化係数（GWP）：約3,922（IPCC 第4次評価報告等で示される代表値）。
  • 使用温度帯：主に低温〜中低温域の冷凍・冷蔵用（スーパーマーケット、輸送用冷凍庫、冷凍ショーケース等）。
  • 温度グライド：近似的に小さい値で、運転上は単成分冷媒に近い挙動を示すが完全なドロップイン（そのまま置換）とはならない場合が多い。
  • 潤滑油：POE（ポリエステル）オイルと組み合わせる設計が一般的。鉱物油とは一般に相溶性が低く、潤滑系の互換性に注意が必要。

環境影響と規制の現状

R404AはODPがほぼゼロであるもののGWPが高く、地球温暖化への寄与が大きいため各国で段階的な使用制限が導入されています。国際的にはモントリオール議定書の枠組みで採択されたKigali（キガリ）改正によりHFC類の削減が進められています。欧州連合（Fガス規則）では、GWPの高い冷媒の新規設備での使用制限や段階的廃止が進行しており、多くの事業者が2020年代前半からR404Aの代替を検討しています。

国内（日本）でも法規制だけでなく業界自主基準や大手流通企業の方針により、冷媒の低GWP化、設備更新、リーク低減対策が進められています。廃棄・回収については冷媒を大気放出することは禁止されており、回収・再生または適切な処理が義務付けられています。

現場での使用上の注意点

  • 漏えい対策：GWPが高いため少量の漏えいでも環境負荷が大きい。配管継手、バルブ、溶接部の気密確保、定期的なリーク点検（検知器・蛍光剤など）は必須です。
  • 充填管理：ブレンド冷媒のため、充填は質量での管理が基本。少量の補充で組成が変化すると性能に影響することがあるため、回収・再充填の際は注意が必要です。
  • 油管理：R404A系冷媒はPOEオイルとの相性が一般的。潤滑油を変更する場合やコンプレッサ交換時は、完全なフラッシュやオイル交換を行い、残留油の混入を防ぐ必要があります。
  • 機器寿命と性能：設計温度・圧力範囲、冷凍サイクルの最適化条件に合わせて運転する必要があります。特に高負荷・高外気温条件では効率低下や過負荷のリスクがあります。
  • 安全表示・教育：冷媒の種類や充填量は設備に明示し、サービス要員は取り扱い手順（回収・保管・充填）について訓練を受けることが重要です。

代替冷媒の選択肢と比較ポイント

R404Aからの移行は用途（低温か中温か）、既存設備の設計、法規制、コスト、安全性など複数要因を勘案して選定します。代表的な代替の方向性は以下の通りです。

  • HFO/HFC混合冷媒（代替ブレンド）：R448A、R449Aなど、R404Aと比べてGWPが大幅に低い置換冷媒が商用化されています。既存設備の比較的容易なレトロフィットが可能な場合が多いが、冷凍性能や潤滑油の相性、圧力条件を確認する必要があります。
  • CO2（R744）：自然冷媒の一つでGWPは1。高圧運転（オーバーヘッド）を前提とした機器設計が必要で、単体またはカスケード方式での採用が進んでいます。低温性能が優れる一方で高圧機器の導入コストと保守要件がハードルになります。
  • プロパン（R290）などの炭化水素：GWPが非常に低く効率性も高いが、可燃性（A3）であるため充填量に法的制限があり、適用は小規模機器や特別設計されたシステムに限定されることが多いです。
  • その他（R1234ze/yz系などのHFO）：低GWPで不燃または低可燃性の新冷媒も登場していますが、冷凍サイクルの最適化、長期信頼性、コストの評価が必要です。

代替を決める際は、GWPだけでなく熱効率、冷凍能力、圧力レベル、機器寿命、初期投資と運用コスト、法規制適合性を総合的に検討してください。

レトロフィット（更新）時の実務的手順と注意点

既存のR404A設備を代替冷媒へ更新する場合、一般的な手順と注意点は次の通りです。

  • 事前調査：既存機器の設計圧力、コンプレッサ種類、膨張弁、熱交換器容量、配管長、潤滑油種類などを確認。
  • 冷媒選定：用途（低温・中温）、法令、コスト、可燃性の可否、冷媒入手性を踏まえて最適冷媒を選ぶ。
  • 潤滑油処理：必要に応じてPOEなどの互換オイルへ完全置換。フラッシングで旧油分を除去することが重要。
  • 乾燥剤・フィルタ交換：システム内部の水分・微粒子除去のため、ドライヤやフィルタを交換する。
  • 弁・安全装置の確認：圧力スイッチ、リリーフ弁等の設定を代替冷媒の圧力特性に応じて調整・交換。
  • 性能確認と試運転：充填は質量管理で行い、運転中の冷凍能力、効率、油の戻り、圧縮機温度等をモニタリングする。
  • 記録と表示の更新：冷媒種別、充填量、サービス履歴は設備ラベルと記録に反映し、関係者に周知する。

なお、すべてのシステムが容易にレトロフィットできるわけではありません。特に可燃性冷媒やCO2を検討する場合は、建屋の安全設備、換気、配管工法など設計を大幅に見直す必要があるため、新規設備への更新が現実的なケースも多くあります。

実務的なコストと導入時期の考え方

代替にかかる費用は単純に冷媒代だけではありません。機器改造費、コンプレッサ交換、油処理、配管改修、法令対応コスト、稼働停止に伴う商機ロスなどが発生します。近年では大手チェーンや流通が中心となり段階的な更新計画を組む例が増えています。長期的には運転効率の改善やリーク低減による環境対策コスト削減が期待できるため、トータルコストでの評価が重要です。

まとめ

R404Aはこれまで商業冷凍分野で広く使われてきた一方、GWPが高いため世界的な削減対象となっています。現場ではリーク対策、潤滑油管理、適正な充填管理が重要であり、代替冷媒選定は法規制、安全性、性能、コストを踏まえて検討する必要があります。既存設備のレトロフィットは可能な場合もありますが、場合によっては新設更新の方が合理的なこともあるため、専門家と連携して計画的に進めることを推奨します。

参考文献

カテゴリー
建築・土木
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