【第三種冷凍機械責任者・保安管理】冷凍装置の運転管理と保守｜ポンプダウン・冷媒・水分管理

結論：単独の圧力や気泡ではなく「平常値からの変化」で判断する

冷凍装置の運転管理で大切なのは、圧力計を一度見て正常・異常を決めることではありません。負荷、外気温、冷却水温、設定値が変われば、吸込み圧力や凝縮圧力も変化します。同じ運転条件で記録した平常値と比べ、圧力・温度・電流・油面・音・振動を組み合わせて判断します。

また、バルブの開閉順序、許容圧力、冷媒量、油面範囲、停止設定は機種ごとに異なります。この記事は試験で必要な原理と診断の順序を整理するものであり、実機ではメーカーの取扱説明書、現場の運転手順書、冷媒のSDSを優先してください。

運転管理は「起動前・起動直後・定常運転・停止後」の4段階

水冷凝縮器なら、圧縮機より先に冷却水ポンプや冷却塔が運転できる状態かを確認します。ただし、具体的な起動順序はインターロックを含む制御設計によって変わります。「吸込み弁と吐出し弁は必ず全開」のように一般化せず、弁の正規位置を手順書と系統図で照合します。

運転記録から過熱度と過冷却度を計算する

圧力は、使用冷媒の圧力温度表で飽和温度へ換算してから配管温度と比べます。圧力計の値がゲージ圧か絶対圧か、混合冷媒では露点・沸点のどちらを使うかも確認します。基本は「p-h線図の読み方と冷凍能力・COP」で解説しています。

10Kや6Kという値だけで合否は決めません。膨張弁方式、測定位置、負荷、メーカーの設計値で正常範囲は変わります。同じ条件の平常値から過熱度が上がり、過冷却度が下がる傾向なら、給液不足や冷媒量、液管の圧力損失などを順に調べます。

ポンプダウンは低圧側の冷媒量を減らす操作

一般的なポンプダウンサイクルでは、液管電磁弁を閉じ、圧縮機を運転して、低圧側にある冷媒の大部分を高圧側へ移動させます。吸込み圧力が設定値まで下がると低圧スイッチで圧縮機が停止します。停止中に冷媒が圧縮機へ移動することや、再起動時の液圧縮を防ぐ目的があります。

「低圧側が完全に空になる」わけではありません。配管や油に冷媒が残り、閉止弁の漏れや停止中の圧力上昇も起こり得ます。受液器に全量を収容できるか、低圧スイッチ設定が圧縮機の運転範囲内かを、設計とメーカー資料で確認します。

凝縮圧力が高いときは放熱側から切り分ける

不凝縮ガスは、運転条件で凝縮しない空気や窒素などです。高圧側の全圧に分圧を加え、凝縮器の伝熱も妨げるため、凝縮圧力と圧縮機動力を上げる要因になります。ただし、凝縮圧力上昇を見て直ちに不凝縮ガスと決めることはできません。

1. 熱を捨てられるか：空冷凝縮器の汚れ・風量、水冷凝縮器の水量・入口温度・スケールを確認
2. 冷媒をため込んでいないか：過充填、受液器、出口側の閉塞を確認
3. 計測は正しいか：圧力計・温度計の位置と校正、冷媒種類を確認
4. 残った可能性を調べる：適切な手順で不凝縮ガス混入を判定

不凝縮ガスは単に「軽いから凝縮器上部へ集まる」とは限りません。装置構造、温度、流れにより高圧側の滞留部が変わります。パージ位置と操作は設計どおりとし、冷媒を分離・回収できるパージ装置や整備手順を使います。可燃性・毒性冷媒を含め、冷媒を機械室へ放出しないでください。

サイトグラスの気泡だけで冷媒を追加しない

液管サイトグラスの気泡は、冷媒不足の手掛かりの一つです。しかし、液管の圧力損失、フィルタドライヤの詰まり、液の過冷却不足、起動直後や負荷変動でもフラッシュガスが発生します。Danfossの技術資料も、気泡だけを理由に補充せず、先に原因を調べるよう示しています。

業務用冷凍空調機器でフロン類の漏えい・故障を確認した場合は、原則として修理前の追加充填はできません。管理者は点検・整備記録を作成・保存し、充填・回収は登録を受けた第一種フロン類充填回収業者へ委託します。法令上の扱いは、上記の環境省「フロン排出抑制法の概要」で最新情報を確認してください。

水分と冷凍機油は「開放時間」と「戻り」で管理する

装置を開放すると、空気と水分が入ります。水分は膨張装置で凍結し、酸やスラッジの生成、絶縁や潤滑への悪影響につながります。修理時は開放時間を短くし、窒素置換、漏れ確認、適切な真空乾燥、液管フィルタドライヤの交換を、冷媒・機器の手順に沿って行います。

真空度が一度下がっただけでは乾燥完了とは限りません。大きな水分、油の下、断熱材に残った水分は除去に時間がかかります。真空ポンプを隔離した後の圧力上昇を見る保持試験も、漏れと水分放出を切り分ける材料になります。

冷凍機油は圧縮機を潤滑・冷却・密封します。油面低下を見てすぐ補給するのではなく、蒸発器や吸込み配管に油が滞留していないか、液戻りで油が希釈・泡立っていないかを確認します。油戻しと配管は「冷媒配管の設計と圧力容器」、油分離器は「附属機器の役割」で確認できます。

異常時は保護装置を無理に復帰させない

高圧遮断、油圧保護、電動機過負荷などが作動したら、最初に警報と運転値を保存します。原因が分からないままリセットを繰り返すと、故障を進めたり安全装置の意味を失わせたりします。

• 異音、激しい振動、冷媒臭、白煙状の漏えいがあれば、手順に従って停止・退避・通報する
• 可燃性・毒性・酸欠の危険がある場所へ、保護具や測定なしで入らない
• 圧力を抜く、弁を閉める、電源を遮断する操作は、二次災害を評価して有資格者・責任者が判断する
• 復旧前に原因、修理、漏れ、弁位置、安全装置、記録を確認する

安全装置の役割は「安全装置と圧力試験」、保安責任者の職務は「冷凍保安責任者の選任・届出・職務」で解説しています。

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まとめ

運転管理は、起動前・起動直後・定常運転・停止後の記録をつなぎ、同条件の平常値と比較する作業です。ポンプダウンは低圧側の冷媒量を減らす操作で、冷媒回収や真空引きとは異なります。

凝縮圧力上昇は放熱側から、サイトグラスの気泡は過冷却・圧力損失・漏れから切り分けます。単独の症状で冷媒を放出・追加せず、機器資料、現場手順、法令に従って安全に判断しましょう。

最終更新日：2026年7月28日