過去10年間、ニュージーランドの冷凍設備業者であるCoolLogic社は、産業用顧客向けにF-gasを用いたシステムをほとんど設置していません。
「規制遵守の面で追い詰められた場合や、既存施設の改修工事である場合には、ごく微量の合成冷媒を使用することもありますが、それは本当に他に選択肢が全くない場合に限られます」と、冷凍部門のゼネラルマネージャーであるトロイ・アイルランド氏は述べました。 「しかし、新規建設の現場であれば、CO₂［R744］かアンモニア［R717］を採用することになります。」
ニュージーランド政府は、HFCの規制や自然冷媒の導入に向けた道筋づくりに積極的に取り組んできました。同国は、HFCを含む製品の輸入に課税している世界でも数少ない国のひとつです。
産業用冷凍分野で38年の経験を持つアイルランド氏は、8月23日から26日にかけてニュージーランドのハミルトンで開催された「第17回IIR-グスタフ・ロレンツェン自然冷媒会議」において、NaturalRefrigerants.comの取材に応じました。
クライストチャーチに拠点を置くCoolLogic（旧社名：Hawkins Refrigeration）は、1977年に設立され、1999年にアイルランド氏に売却されました。同氏は2014年にHorizon Energy Groupへ売却されるまで同社を経営し、2016年にCoolLogicへと社名変更されました。 過去10年間、同社は買収を重ね、ニュージーランド全土へと事業を拡大してきました。
CoolLogic社は、食肉、乳製品、家禽、冷蔵倉庫、ワイナリー、醸造、レジャー、教育など、幅広い業界にサービスを提供しています。同社の数多くの優良産業顧客には、フロンテラ、シルバー・ファーン・ファームズ、アライアンス・グループ、シーロード、タリー・グループなどが含まれます。
「当社は、自然冷媒に関するあらゆる分野の技術開発を手掛けてきたことを大変誇りに思っています。」
トロイ・アイルランド氏（クールロジック）
「リンゴ、キウイフルーツ、魚、赤身肉など、お客様のニーズが何であれ、当社はそれに合わせた専用の冷凍システムを設計・構築しています」とアイルランド氏は述べました。CoolLogic社は、ニュージーランドのほぼすべての赤身肉関連企業と取引を行っており、「その動きはかなり速い」とのことです。 キウイ産業については、「驚くべき発展を遂げています。当社はおそらく25メガワット分の冷却能力をキウイ産業に導入してきました。」
CoolLogic社は、アンモニア（オーバーフィード、低充填量DX、グリコールチラー）、CO₂と組み合わせたアンモニア（セカンダリーまたはカスケード）、および超臨界CO₂など、幅広い産業用冷凍システムを設計しています。同社はまた、プロパン（R290）を使用したシステムの設計も行っています。 「当社は、自然冷媒に関するあらゆる分野の設計を手掛けてきたことを大変誇りに思っています」とアイルランド氏は述べました。
アイルランド氏によると、過去数年間で、CoolLogic社はポンプオーバーフィード方式を用いた2つの大規模アンモニアシステムを設置しました。同社にとってより一般的なアンモニア構成は、セカンダリCO₂またはグリコールを組み合わせた低充填量アンモニアシステムであり、この種の設置実績ははるかに多くあります。
さらに、同社は昨年、メガワット級の亜臨界アンモニア／CO₂カスケードシステムを導入しました（現在、もう1基が導入準備中です）。また、近年では他にも数多くのカスケードシステムを導入しています。加えて、CoolLogic社はここ数年、複数の超臨界システムの導入実績もあります。
CoolLogic社は、自社の冷凍プロジェクトのほぼすべてを自社で設計しており、コンサルタントに委託するのは年に1～2件程度です。冷媒やシステムの選定は、通常、アイリッシュ氏の提案に基づいて行われます。「私は、『これが私たちが取るべき方向性だと考えます。その理由は以下の通りです』と伝えます。」 彼が考慮する要素には、能力（アンモニアの場合は400kW/114TRが基準となり、CO₂の場合は一般的にそれより低くなります）、コスト、効率、システムの予想耐用年数、水冷式か空冷式か、安全性、そしてグリーンフィールドプロジェクトかブラウンフィールドプロジェクトかなどが含まれます。 「これはバランスを取る作業です。車輪のスポークをすべて埋めてバランスを取るようなものです」と彼は述べました。
アンモニアの設計
アイルランド氏は、同社の自然冷媒システムについて詳細を説明しました。例えば、 アンモニア／二次CO₂システムでは、アンモニアは-42°C（-44°F）で蒸発し、CO₂は-40°C（-40°F）で循環することが可能になります。これは「2度アプローチ」と呼ばれるものです。
「この用途における二次CO₂は、オイルが不要で揮発性が高いため、非常に優れています」と彼は説明しました。 「液体の状態で送り出し、飽和蒸気となって分離器に戻ってきます。その後、サーモサイフォンを用いて再凝縮させ、分離器に戻します。非常にうまく機能しています。」ドーナツ・ファクトリー社は、この用途の顧客の一つです。
アンモニア／二次CO₂システムにおける課題の一つは、除霜です。これに対し、CoolLogic社は温かいグリコール流体に加え、大型の蒸発器とより多くの回路を採用しており、これによりシステムのコストは増加します。「これは非常に優れたシステムであり、無料の廃熱を活用しているため、極めて効率的です！」と彼は述べました。
CO₂が圧縮されるアンモニア／CO₂カスケードシステムは、通常、大規模で低温のプロジェクトで使用されます。世界的な冷蔵倉庫運営会社であるAmericold社のオークランドにある施設では、CoolLogic社が、アンモニアとCO₂の間に二次凝縮流体としてグリコールを用いたカスケードシステムを設計しました。 これにより、水が存在する状況下でアンモニアとCO₂が接触し、システムを詰まらせる原因となる結晶である炭酸アンモニウムが生成される可能性を防止しています。
「少量のアンモニアを充填するセミハーメチック式スクリュー圧縮機には、大きな市場が開けるでしょう。」
トロイ・アイルランド氏（CoolLogic）
しかし、多くのアンモニア／カスケードシステムでは、グリコールを中間媒体とせずにシェル・アンド・プレート式熱交換器を採用しており、これにより効率が向上しています。「これはトレードオフです」と彼は述べました。「安全性を重視して保守的にするか、それとも効率を優先するか、どちらを選びますか？」
グリコールを介在させない直接アンモニア／CO₂カスケード方式と、高温ガス除霜を組み合わせたシステムが、アイルランド氏が推奨する方式です。「そのシステムは非常にうまく機能しています」と彼は述べました。「私の知る限り、これを実装したのは当社が初めてです。」世界的な冷蔵倉庫運営会社であるリネージ・ロジスティクス社も、このシステムを採用しています。
また、グリコールは中温アンモニアチラーにおいて二次流体としても機能します。ユリやチューリップの苗を生産するバッカー・バルブス社は、クールロジック社が設計したアンモニア・グリコールチラーを採用しています。 このシステムは、シャフトシールのないセミハーメチック式スクリュー圧縮機を採用しており、能力は750kW（213TR）、アンモニア充填量はわずか65kg（143lbs）です。 このシステムは、2つの連結された輸送用コンテナで構成された4.9×12m（16×39フィート）のプラント室に収められており、同室はニュージーランドの安全基準IL（重要度レベル）3に準拠しているため、地震などの自然災害にも耐えることができます。
このセミハーメチックスクリュー圧縮機は、アンモニア漏れのリスクを最小限に抑える密閉型システムです。 「少量のアンモニア充填量で稼働するセミハーメチックスクリュー圧縮機には、大きな市場が開けるでしょう」とアイルランド氏は述べました。「それが私が設計してきたものです。昨年だけでも、このプラントを3基設置しました。」
CoolLogic社は、従来の液体オーバーフィード方式のアンモニア専用システムにおいて、ダンフォス製バルブのような膨張装置を採用し、アンモニアの使用量を削減しています。「現場での直接アンモニア使用は、依然として非常に効果的な冷媒であり、大規模な運用も行われています」とアイルランド氏は述べました。 「当社には、1時間あたり17トン（37,479ポンド）のエンドウ豆を処理するプラントが1か所ありますが、そこではフィールドへの直接アンモニアオーバーフィード方式を採用しています。しかし、健康や安全上の懸念から、この方式はますます少なくなってきています。」
この請負業者は、オーストラリアで広く導入されている構成であるDX（直接膨張）式アンモニアシステムの設計を開始しました。
大規模なCO₂システム
CoolLogic社がニュージーランドで手掛けた代表的なプロジェクトの一つは、世界的な海運会社であるマースク社のために、ハミルトン近郊に2024年に開業した18,000m² （193,750ft²）の新規冷凍倉庫施設に設置された、5MW（1,422TR）のトランスクリティカルCO₂冷凍システムでした。これは世界最大級のトランスクリティカルCO₂システムの一つです。「当社にとって大きな成果でした」とアイルランド氏は述べました。
プロジェクトの規模が大きかったため、アイルランド氏は少なくとも一部はアンモニアを使用することを提案しましたが、マースク社はOEMメーカーであるアドバンソー社が供給するトランスクリティカルCO₂のみを使用することに固執しました。 （アドバンソー社とマースク社の両社は、デンマークに本社を置いています。）クールロジック社は、冷蔵室、急速冷凍庫、および環境負荷エリアの近くに断熱式ガスクーラーを設置したCO₂システムを設計しました。「効率的に稼働しています」とアイルランド氏は述べました。「おそらく1、2回ほど、トランスクリティカル状態になったことがあるでしょう。」
別の顧客向けに、CoolLogic社は400kW（114TR）の過臨界CO₂システムを設計しました。このシステムは（地中水を源とする）水冷式であり、過臨界モードで稼働することは一切ありません。
一般的に、気温が穏やかなニュージーランドでは、CO₂を亜臨界モードで稼働させることが可能です。特に南島については、「CO₂にとって理想的な気候です」とアイルランド氏は指摘しました。
