国際全自然冷媒研究所（IIAR）は、超臨界CO₂システムにおける高圧への新たな対応策を反映させるため、CO₂（R744）の安全基準を改訂しています。
この改訂内容については、6月2日にニューヨーク州タリータウンで開催された「ATMOsphere（ATMO）America 2026」会議において、IIARの副社長兼技術ディレクターであるエリック・スミス氏が説明を行いました。
IIARは、長年にわたり産業用途で使用されるアンモニア（R717）冷凍システム向けのANSI承認安全基準を策定してきましたが、その対象範囲を拡大し、産業用および商業用冷凍システムに適用可能なCO₂やプロパン（R290）などの炭化水素に関する基準を策定しています。
CO₂規格（「密閉式二酸化炭素冷凍システムの安全規格」）は2021年に公表され、2024年にはモデルコード（国際機械コードや統一機械コードなど）に採用されました。スミス氏によると、IIARは炭化水素規格の公表も間近に控えているとのことです。
このCO₂安全基準は、「未登録システム」を対象に策定されたもので、これには特注設計の機器や現場で組み立てられた機器が含まれます。この基準は、設計、検査、試験、保守、および設置を網羅しています。
「業界に影響を与えたいのであれば、これこそがその方法です。」
エリック・スミス氏、IIAR副会長兼技術部長
スミス氏によると、IIARは4月にCO₂規格の付録Aを承認し、まもなく公表する予定とのことです。付録Aでは、トランスクリティカルCO₂システムにおけるリリーフ弁の最低必要排出容量（ポンド・オブ・エア・パー・ミニット）の計算方法が更新されています。 「これは、容器やその他の機器が過圧状態になった際に破裂から保護するために、どのサイズのリリーフバルブが必要かを算出するために必須の計算です」と彼は説明しました。
リリーフ容量を算出するには、容器の直径と長さに標準容量係数（f）を掛け合わせます。2021年にIIARのCO₂規格が公表された際、「私たちはf係数として1を採用していましたが、これは誤りでした」とスミス氏は述べました。 「特定の圧力や温度の範囲では適用可能ですが、それは旧来のASHRAE規格に基づいたものでした。」
2022年、ASHRAEはCO₂について幅広い温度・圧力範囲に対応した容量係数を策定しましたが、その上限は935psi（64.5bar）にとどまっており、システムが超臨界運転に入るCO₂の臨界点（1,072psi/74bar）には達していませんでした。
「超臨界領域における容量係数がどのような値であるかは、長年にわたり不明なままでした」とスミス氏は述べ、その後、IIARの研究委員会が臨界点以上の適切な値を決定したと付け加えました。IIARのCO₂規格の付録Aには、超臨界運転時に必要な具体的な容量係数を示した表が掲載されています。
CO₂に関する知識のギャップを埋める
IIARの研究委員会は、高圧に関連するCO₂の知識における「いくつかのギャップ」を埋めるべく取り組んでいると、スミス氏は述べました。 その一つは、大気中に排気する際、リリーフバルブのヘッダーにリリーフ配管を取り付けることに関するものです。「[CO₂]が高圧から極めて低い圧力へと放出される際にドライアイスが形成される可能性があるため」、これは適切ではないと考えられていると彼は説明し、ドライアイスがバルブを詰まらせる恐れがあると付け加えました。
IIARはカリフォルニア大学バークレー校と共同でこの現象を研究しており、「ドライアイスの生成がいつ、どこで、どのような条件下で発生し得るのか」を明らかにし、新たなガイドラインを策定できるよう取り組んでいると、スミス氏は述べました。 この問題を解決することは、冷凍業界にとって有益となるでしょう。「なぜなら、排気配管を用いてリリーフバルブをヘッダー接続できないというのは、あまり理にかなっていないからです」。
また、IIARの研究委員会は、停電時の圧力急上昇をより適切に管理できるよう、ローサイド機器の設計ツールを開発する計画です。 「低圧側で停電が発生すると、冷媒が平衡状態に達した際に圧力が非常に高くなります」とスミス氏は説明しました。同委員会は、CO₂を大気中に「放出することなく」圧力を逃がす方法を検討しています。「今後1年程度以内に、その開発を完了させたいと考えています。」
スミス氏は、ATMO America 2026の参加者に、IIARの委員会への参加を呼びかけました。「業界に影響を与えたいのであれば、これがその方法です」と彼は述べました。 「研究委員会や規格策定委員会など、こうした活動を行う委員会に参加してください。やりがいのあることです。」
