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脱！フロン |
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脱！フロン |
フロンの中に入ってる塩素がオゾン層を破壊する．ということは，塩素をいれなきゃいい．ということで，開発されたのが塩素をふくまないフロン，つまり，「代替フロン」です．これに対して，今までのフロンを「特定フロン」とよび，もう生産は国内では中止されています．あなたの家の冷蔵庫に
のマークがついていれば，代替フロン(HFC-134a)（右の写真）を使ったオゾン層を破壊しないフロンを使った冷蔵庫です．
ただし，これらも地球温暖化係数が高いという問題があります．
基本的には,流体が 液体と気体の共存した状態から,蒸発させると周りの熱を奪うということを利用して冷やしているわけですから,たいていの流体ならいいことになります．
ただ，それぞれの物質で,性質が違うので効率良くできるものとそうでないものが，もちろんあります．
フロンの登場する以前には,50種類くらいの物質がいろいろと試され失敗も多かったようだが,実際に運転されていました.
その多くは,フロンの登場によって,使われなくなりましたがアンモニアなどは,大型の冷蔵設備などに現在でも用いられています.
そこに，最近になってフロンによるオゾン層破壊や地球温暖化問題がクローズアップされてきて,オゾン層を破壊する塩素を含むフロンの使用をやめることになりました．
そこで，塩素を含まないフロン（代替フロン)の使用が始まっているわけですが，これも，地球温暖化には大きく影響する可能性があり，
また，人間が人工的に作り出したものであり，まだ知られていない未知の危険があるかもしれません．
もちろん，冷媒がまったく漏れなく,また，完全に回収・再使用できれば，現状でも良いわけですが，そうはなかなかできません．
そこで，フロン登場以前に使っていたように自然界に存在する物質を利用していこうとする動きがあります.
そのなかでも，アンモニア，プロパンやブタンなどの炭化水素，二酸化炭素などが，有望です.
アンモニア(NH3)は，今でも大型冷凍設備などには，用いられており冷媒としては，非常に優れています．
ただ，その毒性，可燃性から，小型の設備には用いられず，また，特に日本では地震対策のこともあり法規制が厳しく
アンモニアを使ったシステムの導入はなかなか難しいのが現状です．
ただ，アンモニアは万が一漏れたとしても，人間がアンモニアの刺激臭を感じ始める程度の濃度では，人体への影響はなく，水に溶けやすいので，暴露対策は比較的容易です．
最近では，長野オリンピックの会場（写真，ビッグハット）に用いられたりと，徐々に，広まってきており，今後大型の設備には，使用例が，増えると考えます．
プロパン(C3H8)やブタン(C4H10)などの炭化水素も優れた特性ですが，唯一の欠点は，可燃性があるということです．
ただ，冷蔵庫などは充填量も少なく(50 g以下)，危険性は少ないと思われます．
（もし，これが危険なら，家庭用のプロパンガスのボンベも危険である．）
実際，ヨーロッパなどでは炭化水素を用いた家庭用冷蔵庫が広く市販されています．
二酸化炭素(CO2)は，毒性，可燃性はまったく無く，その点では，理想的ですが，最初に述べた液体と気体の共存する状態を31℃以上でつくることはできません．
そのため，外気温が高いところでの運転は困難になりますが，海水の利用できる船舶の冷凍庫や気温の低い地域ではおおいに利用できる可能性があります．
ただ，運転圧力が高くなるので，高圧取扱いの問題が起こります．
また，その他にも，特徴が多くうまくやれば非常に優れたシステムになる可能性をもっています．
その他には，水蒸気や空気なども冷媒として使える可能性があります．
また，少し変わったものとして
水素吸蔵合金を利用した冷凍システム（MH冷凍システム)があります．
これは，水素自動車などでも用いられる水素吸蔵合金(MH合金)の，「水素を吸収すると発熱し，水素を放出すると吸熱する」という性質を，冷凍に用いたものです．
これについては，くわしくは「ＭＨ冷凍システム」をご覧ください．
ただし，たとえフロンを使わない機器を作れたとしても，
今までより電気を使うようになっては，仕方ありません．
そこのバランスをよく考えた上で，開発していかなければなりません．
ＭＨ冷凍システムとは，水素吸蔵合金（ＭＨ合金）を利用した冷凍システムです．
フロンは，全く使わず，脱フロンへの切り札の一つとなりつつあります．
ＭＨ合金は，それ自体の体積の1000倍の体積の水素を吸蔵できる．その水素を吸蔵する時に発熱し，放出する時に吸熱するという性質を冷凍に利用する．
具体的な，イメージは下のようになっている．
以上のような行程を繰り返すが，冷却しなければならない側でも連続的に冷却効果を得ることは出来ないため，実際には２組のシステムを組み合わせて，冷却効果の変動を少なくしている．
最近，ヨーロッパを中心にCO2を冷媒，特に自動車のクーラー用に利用できるかを探る動きがある．
これを，紹介したいと思います．
あとは，準備中です．
CO2の自動車エアコンの冷媒への使用についてですが，確かに欧州を中心として積極的な動きがありますが，まだまだ，流動的な面も多く，私としましてもなかなかつかみきれておりません．
ですから，はっきりとした事は言えない状態ですがご参考までに，今年の6月におこなわれたNatural
Working Fluid's 98で日本とドイツの研究者からの報告がありましたのでそれを紹介したいと思います．
日本からはT. Hirata(Denso)の報告があり，カーエアコンの冷媒にプロパンとCO2を用いた実験から現在使われているHFC134aを基準に性能とTEWI(総合等価温暖化因子，くわしくはＨＰをみてください)による温暖化の影響を比較している．
そのなかで，プロパンについては．．．．．．
HFC134aと比較して同一能力でコンプレッサ入力が22%低下するプロパンの充填量は減らす努力の結果200gまで可能になった漏れを防ぐため特殊なエバポレータを開発した，
これによる性能低下は4%で，HFC134aより良い．
CO2については．．．．．．．．
ガスクーラを大きくし，コンプレッサ効率をHFC134aより10%向上させたサイクルで性能を測定した．
Internal Heat Exchangerを使用すると能力が11%,COPが12%向上する
ただし，コストが上昇し，吐出温度が上昇する問題がある．TEWIはもっとも小さい
ホース内側のナイロン樹脂への浸透速度がHFC134aの４０倍あるため，適した材料の開発が必要である．
これらの結果から，日本のT. Hirata(Denso)の報告では，HFC134aのTEWIはCO2と同等となるため，当面はHFC134aのシステムを改良し，冷媒の回収・再利用を進めるべきで，将来的には，GWP(地球温暖化係数)の低い冷媒に変更すべきと結論付けている．
他方，ドイツのJ.Wertenbach(Daimler-BenzAG)の報告でもHFC134aシステムとCO2システムの性能，冷媒の漏れなどの予測からTEWIをもとに温暖化の影響を比較している．
それによると，CO2システムはHFC134aシステムに比べてフランクフルトでは44%(Optimistic
Scenaio)〜67%(Pessimistic Scenario)マイアミでは25%(Optimistic Scenaio)〜40%(Pessimistic
Scenario)TEWIが小さくなる．
よって，
CO2システムは冷媒漏れによる直接的な温暖化の影響が無いだけでなく，性能も良く間接的な温暖化の影響も小さく，トータルとして温暖化防止にはHFC134aシステムより優れているとしている．
このように，日本とドイツの報告は正反対の結論を得ている．
ただ，ドイツでは環境問題への取り組みは日本の比ではなく，冷蔵庫などからもオゾン層を破壊するフロンはもちろんの事，オゾン層を破壊しないフロン(HFC134aなど)も追放しつつあり，また，欧州は夏でも日本ほどは気温が上がらない地域がほとんどでそれも，CO2には有利にはたらく．
よって，ドイツなどでカーエアコンについてもCO2になるのには，さほど時間がかからないと思われる．
他方，日本ではHFCは環境に優しいという認識も多く，また，夏に高温多湿となる気候はCO2には不利である．
それに，CO2をエアコンに用いた場合には運転圧力が10気圧以上になることになり，高圧ガスの規制にかかる事が考えられ，そこでの問題も考えられます．
よって，日本でのCO2システムの使用開始はまだ，先の事になってしまう事になってしまう気がします．
フロンを使わない冷却システムとして，ペルチェ素子（サーモエレクトリックモジュール）を用いたものがあります．パソコンを自作する方なら，プロセッサの冷却に使われているものもあるので，ご存じでしょう．ペルチェ素子は，電流を流すと一定方向に熱の輸送が行われる素子であり，これを利用して冷却を行うものです．
現状では，冷却能力が少なく効率も低いため大型ものは困難であるが，可動部がなく低騒音である利点からホテルや病院などの小型冷蔵庫に主に用いられている．
*最新の松下の40リットル低騒音冷蔵庫は，熱輸送にブラインをもちいて（従来はヒートシンクに送風による対流のみ），そのほかの改良とあわせて，成績係数0.7を得ているようです．（従来は0.2程度）．また，消費電力も25.0
kWh/monthとなっており，普通の冷蔵庫（圧縮式）と同等レベルまできています．
準備中（時間がかかりそうです）
質問と解答「14.回収された後の冷蔵庫やクーラーは、どこへ運ばれていき、どう処理されているんでしょうか？」を参考にして下さい．
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まず，知っておかなくてはならないのは，地上で放出されたフロンがオゾン層に到達するまでかなりの時間がかかるということ，
そして，フロンが放出されてから分解されるまでフロンの種類にもよりますが20年から100年以上というかなりの時間がかかるということです．
つまり，いま，オゾン層で悪さをしているのはすくなくても10年とか20年以上前に放出されたフロンなんですよね．
ということは，自動車や家のクーラーがかなり普及してくる前のフロンが悪さをしてるんですよ．
いまは，規制も始まってますが，規制が始まる直前に放出されたフロンはまだ，オゾン層を破壊していないものがほとんどでしょう．
オゾン層破壊の影響は遅れてやってくるので，たとえ，明日からオゾン層を破壊するフロンの放出を全て止めることができたとしても，オゾン層破壊はかなり長いこと続くことになります．
実際は，すべての放出を止めることは不可能に近いので，まだまだ，もっとオゾン層は破壊されてしまうでしょう．
ですから，オゾン層を破壊するフロンの新たな使用の規制と回収を急がなければ，後の時代に，おおきなツケを残しかねません．
もちろん，規制は進んでいます．
もし，最近冷蔵庫を買ったならば「特定フロン規制対応」のステッカーが張ってあるでしょうし，スプレーにはもうかなり前からフロンは使っていません．
自動車もオゾンセーフティーエアコンを使っています．
また，クリーニングでもフロンを使わないようにという動きがあるようです．
よって，「このまま」フロンに対する規制が順調に進んで また，いらなくなった機器からきちんとフロンを回収できるようにすれば，
まだ，しばらくは規制前のフロンの影響でオゾン層の破壊がすすむでしょうが，いずれは，破壊はおさまってオゾン層も徐々に，回復してくるでしょう．
ちなみに，オゾンは常にできたり，壊れたりして一定の量となっているので，壊される量が少なくなってくれば，自然にオゾンは増えてくるはずです．
ただ，もし，これからオゾン層をこわすフロンに対する規制をきちんと守れなくなったり，フロンの回収が進まなくなったりしたら，その時は，さほどの影響が出なくても，何年かしたら大変な事態になってしまうでしょう．
オゾン層が薄くなってしまうと，そこで，吸収してくれていた太陽からの紫外線が今よりも，もっと多く地上に降り注ぎます．
紫外線は，御存じのように，日焼けの原因ですよね．
今のように日焼けくらいならいいのですが，これがひどくなると，皮膚ガンになりかねず，現に，オーストラリアなどでは，皮膚がンが増えているという報告があります．
（オーストラリアは，南極に近いため，オゾン層が薄いといわれてる）
また，紫外線の影響で，白内障などの目の障害が増える可能性も指摘されています．
みなさんも，いまから紫外線には気をつけましょうね．
また，人体への直接の影響ではなくて，もっと深刻なのは植物への影響でしょう．
植物は太陽の光を受けて光合成をしているのですが，紫外線がふえるとかなりの影響が心配され大豆やトウモロコシなどの大切な食料となるものにも葉っぱが少なくなったり，光合成の速度は遅くなったり，成長速度が遅くなるなどの影響がでる可能性があることが実験でわかってきています．
そうなると，人類は食料危機に直面し，また，地球上の生態系のバランスが，大きく乱れてくる可能性があります．
その様な事態にならないためにも，すぐにも，対策をはじめなくてはなりません．
オゾン層破壊は，人類の犯した重大なあやまちだという事は，確かです．
このことは，大いに反省しなければいけません．
ただ，フロンが開発された時点では，このような事態は，予想もできませんでした．
フロンが開発される以前は，冷蔵，冷凍には，アンモニアやプロパンなどの毒性や可燃性などの危険性を持った物質が使われていたので，漏れなどにより，事故も多かったようです．
ですから，危険性のないものが望まれていてフロンが開発されたのです．
フロンは，人体には無害で燃える危険もなく まさに，それまでからみると「夢の流体」だったのです．
最近でこそ，空調機器からの漏れは少なくなりましたが昔は結構あったので，もしフロンが開発されていなかったら家庭用のクーラーが実用化されるのは，だいぶ後になっていたでしょう．
よって，それがよい事か，悪いことかは別にしてフロンが人類の現代の快適で楽な文明生活を支えてきたことは事実です．
オゾン層問題だけではなく，すべての環境問題にいえることですが，環境破壊を止めるには，原始生活に戻るのが，一番です．
しかし，現実にはそれは無理ですが，そこまでではないにしても，一旦 楽な生活になってしまうと人間はなかなか元には戻れません．
たとえば，我慢すればいいからと言って自動車のクーラーを禁止できますか？冷蔵庫なしで，生活できますか？
もちろん，１週間くらいなら何とかなるでしょうが，長続きはしないでしょう．
やはり，環境保護は無理しては長続きしないと思います．
よって，オゾン層を守るには，フロンに変わるものを開発していかなくてはいけません．
現状では，代替フロン（オゾン層を破壊しないフロン）を 使うのが現実的です．
ただ，この物質も温暖化には大きく寄与するので減らしていく必要があります．
また，フロンがオゾン層を破壊するということがその現象が大きくなるまで分からなかったように，
人工的な物質は潜在的な危険性を持っている可能性があり，将来，「オゾン層破壊とは違った環境破壊が起こった！」って言うことにもなりかねません．
この解決には，プロパンやアンモニアなどの自然界に存在する物質を使用するのが一番です．
ただ，これは，燃えたり，毒性があったりして，やや問題があり，日本ではなかなか具体化しません．
しかし，ヨーロッパでは冷蔵庫などで市販されていて，危険性も以前よりも漏れを防ぐ技術は進んでおり充填量もたいしたことないので危険性は少ないはずなのに
法規制があったりして，難しいのが現状です．
もう，オゾン層破壊は待ったなしなのでこういう法律は弾力的に運用してほしいものです．
ただし，フロンがあまりに性能が良かったこともあってフロンに変わるべきものはフロンに比べてエネルギー（電気）を余計に使うことになることが多い．
電気を余計に使えば，それだけＣＯ２が多く発生してそれで，環境問題を引き起こします．
オゾン層の破壊を食い止めても，地球が温暖化しては，何の意味もありません．
また，もちろん，何よりも大切なのは 捨てる機械からのフロンの回収で，これをきちんとやれば，オゾン層破壊の問題のかなりの部分の解決につながりますが現状では，まだまだです．
これこそ，「政治」でどうにかしなければいけないのにいまの政治と行政はあまりにもやる気がないか，考えが甘いか，一部の利益しか考えないか，することがのろい！
はやく，回収システムを確立してほしいです．
ただ，これは個人レベルでも少しは何とかなることです．
まず，なるべく捨てない．長く使う．
で，捨てるときは，きちんと回収する業者か，自治体の収集に頼む．
環境問題は，ひとりひとりのきちんとした 認識と行動が大切なんです．
「わかんなーい！」とか，「かんけいねー！」では，地球人として許されません．
日本はまだまだですが，処理する方法はあります．ただ，フロンを作るのに，かなりのエネルギーを使い，また，分解するのにエネルギーを使うってのは
本当に地球にやさしいのだろうか？
エネルギーを使えば，石油は枯渇し，温暖化は進むでしょう．
オゾン層は守れても，そうなったら本末転倒．
まったく漏れなければフロンはオゾン層を破壊しません．
それだったら，今あるフロンは 漏れを極力防いだ機器でしばらく使っていったほうがいいのではないでしょうか．
それのほうは，省エネです．
また，オゾン層をほんの少ししか破壊しないフロンも
同じ理由で，制限付きで使っていったほうがトータルでは，環境保護になると思います．
ダメとなったら，すべてダメっていうのはナンセンスです．
まとめると，長期的には，自然界にあるガスを使うようにすべきだが
当面は，代替フロンでつなぐしかない．
また，オゾンを破壊するフロンも制限付きであるものはしばらく使ったほうが，省エネになり
トータルでは，地球にやさしいのかもしれない．
漏れを完全に防げる機器が開発できれば なお，理想的！
また，フロンの回収は完全にすべきである．
とにかく，待ったなしです．
環境問題は，政治，科学，経済が複雑に絡み合ってます．
科学を専攻する人も政治や経済の視点も忘れず， 広い視野を持たなければいけません．
そして何よりも大切なのは，全ての人が，環境問題について関心ときちんとした知識を持って，
自らで考えて，行動することです．
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