チラー冷媒圧力計選定ガイド

チラー冷媒圧力計は標準的な産業用圧力計と互換性がありません。高圧側排出、低圧側吸入、メンテナンス真空の各冷媒回路は、それぞれ異なる圧力レンジ、ブルドン管材質、接続規格を必要とします。本ガイドでは、R-22、R-134a、R-410A、R-407C、CO2（R-744）チラーシステムの圧力計選定について、レンジ、精度等級、接液材質の判断基準とともに説明します。

チラーに必要な実際の冷媒圧力レンジ

チラー用冷媒圧力計は、各冷媒の飽和曲線に適合させる必要があります。以下の表は、一般的な運転条件における高圧側および低圧側の代表的な圧力を示しています。

最大運転圧力の130–150%にレンジを設定すると、通常の運転範囲で高い精度を確保しながら、圧力スパイクからブルドン管を保護できます。

表の数値は絶対飽和圧力として読み取ってください。機器上の圧力計は大気圧を基準に測定するため、約1 bar (14.5 psi)低く表示されます。R-407Cは温度グライドを持つ非共沸混合冷媒であり、飽和圧力は単一値ではなく、バブルポイントからデューポイントまでの帯域になります。そのため、吐出側圧力計はバブルポイント寄り、吸入側圧力計はデューポイント寄りの値を示します。数値は基準状態方程式から算出したものです。警報設定値を決める前に、必ずチラーメーカー独自のP–Tデータで確認してください。

チラー高圧側圧力計の選定：吐出圧力の監視

チラー冷媒回路の高圧側は、コンプレッサーが高温ガスを凝縮器へ吐出する部分です。主な選定基準は以下のとおりです。

• 圧力レンジ：R-410Aでは、高外気温条件下で吐出圧力が40–45 barに達することがあります。通常運転時に指針が目盛板上部1/3に位置するよう、0–40 barではなく0–60 barの圧力計を指定してください。
• ブルドン管材質：銅合金（黄銅）製ブルドン管はHCFC/HFC冷媒用の標準仕様で、低圧CO2にも使用できます。CO2システムではステンレス鋼316Lが必須です。また、コンプレッサーオイルや乾燥剤粒子による異物混入が懸念される場合にも推奨されます。
• 接続：SAE 1/4"フレアはHVAC冷媒用の標準接続です。固定盤用圧力計では、NPT 1/4"または1/8"おねじが一般的です。発注前にサービスバルブのポートねじを確認してください。
• 精度等級：ASME B40.100 Class 2.5（±2.5% FS）で現場サービスには十分です。固定式の機器盤用圧力計には、信頼性の高いトレンド監視のためClass 1.6またはClass 1.0を推奨します。
• 液封：定常状態の高圧側監視には乾式圧力計で対応できます。機械室の振動が大きい場合や、往復動コンプレッサーによる脈動がある場合は、液封（グリセリン封入）圧力計を指定してください。

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チラー低圧・連成圧力計：吸入回路と真空測定

チラー用冷媒低圧計は、冷媒が低温・低圧で蒸発する蒸発器側を監視します。ポンプダウンや試運転時には、大気圧未満の圧力が発生することがあります。

• 連成計（−1 to +24 bar / −30 inHg to +350 psi）：HVACサービス作業で最も汎用性の高い仕様です。左側の青色目盛で真空を、右側で正圧を読み取ります。吸入圧力が0 bar絶対圧未満まで低下する可能性がある場合（低い蒸発温度におけるR-134aなど）に必要です。
• Torrまたはmbar表示の真空計：冷媒充填前の系統排気に使用します。チラー用冷媒Torr真空計は、確実な水分除去のため、少なくとも50 microns (0.05 Torr)まで分解できなければなりません。この用途には熱電対式またはPirani真空計を使用します。ブルドン管圧力計は、約25 mbar未満を信頼性よく測定できません。
• 低圧側レンジ：一般的なHFCチラーでは、0–16 barで通常の蒸発器圧力をカバーできます。ただし、ポンプダウンで真空が発生する場合は、連成計（−1 to +10 bar）が適しています。

CO2システムでは、蒸発温度+5°Cにおける低圧側運転圧力がすでに約27 barに達します。そのため、少なくとも40 barまで対応する低圧計が必要で、標準的なHVAC用連成計では容量不足です。

CO2 (R-744)チラー用冷媒圧力計の要件

CO2冷凍は、HFC冷媒の5–8倍の圧力で運転されます。標準的なHVAC用マニホールドゲージセットをCO2チラーで使用するのは危険です。必要な仕様は以下のとおりです。

• 高圧側運転圧力：亜臨界モードで80–130 bar、トランスクリティカルシステムでは130+ barに達することがあります。
• 安全率：最大目盛160 bar、ケース破裂圧力がダイヤル最大値の4倍以上の圧力計を選定してください。圧力ピークを吸収するため、グリセリン封入を強く推奨します。
• ブルドン管：ステンレス鋼316L製のブルドン管およびソケット。銅合金は高圧・高温のCO2に対する耐性がありません。
• 接続：製造国やシステム仕様に応じて1/4" NPTまたは1/4" BSPを使用します。CO2対応のバルブ継手であることを確認してください。
• 認証：欧州設備にはEN 837-1、北米システムにはASME B40.100が適用されます。CEマーク付きグリセリン封入ステンレス鋼製圧力計で両方に対応できます。

Manogaugeでは、0–100、0–160、0–250 barレンジのステンレス鋼製CO2冷媒圧力計を供給しています。アンモニア–CO2カスケードシステム向けにATEXオプションも用意しています。

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チラー冷媒の圧力と温度の関係

チラーで読み取る圧力は、実質的には温度を示しています。凝縮器と蒸発器では冷媒が飽和状態にあり、液体と蒸気が共存するため、圧力と温度は飽和曲線によって一意に対応します。そのため、技術者は吸入配管に表面温度計を当てて圧力計の表示を予測できます。また、圧力計の表示が温度と一致しない場合、冷媒充填量、空気流量、または水流量に問題がある可能性があります。

絶対圧力での飽和圧力（bar）：

R-407Cは温度グライドがあるため、デューポイントからバブルポイントまでの帯域で表示しています。CO2の臨界点は31.0 °C、73.8 bar絶対圧です。そのため、約31 °Cを超えると飽和圧力は存在せず、高圧側はトランスクリティカル運転となります。圧力はP–T表ではなくガスクーラー制御によって決まるため、トランスクリティカルCO2の高圧側圧力計は凝縮温度ではなく、制御圧力とリリーフ設定値を基準に選定する必要があります。

圧力計でP–T関係を活用する実務例は3つあります。吸入圧力を飽和吸入温度に換算し、実測した吸入配管温度との差から過熱度を求めること。吐出圧力を飽和凝縮温度に換算し、凝縮器出口の水温または空気温度と比較して汚れの状態を判断すること。十分な停止時間を置いて均圧した機器では、静止圧力を室温時のP–T値と比較し、不凝縮ガスや冷媒漏れを確認することです。視認性については、圧力計のダイヤルサイズ選定も参照してください。

静止圧力、漏れ確認、チラーシステムの圧力試験

静止圧力とは、機器を停止し、冷媒と金属部品の温度が均一になるまで十分に時間を置いた後に圧力計が示す値です。正常で適正に冷媒が充填されたシステムでは、両側の圧力は測定した周囲温度または容器温度における冷媒の飽和圧力に落ち着きます。そのため、静止圧力は簡便な診断指標になります。上記のP–T表で温度を確認し、表示値と比較してください。

• 静止圧力がP–T値を明らかに上回る：通常は、サービス後に回路内に残った空気や窒素、または真空状態で発生した低圧側の漏れから侵入した不凝縮ガスです。余分な分圧が冷媒の飽和圧力に加算されます。
• 静止圧力がP–T値を明らかに下回る：通常は冷媒不足、または回路の一部がすでに空になるほどの漏れです。ゲージ圧がほぼゼロの場合は、圧力計の故障ではなく、冷媒が失われた状態として扱ってください。
• 数時間停止しても両側が均圧しない：詰まり、閉じたサービスバルブ、またはチェックバルブの固着が疑われます。圧力計の問題ではありません。
• 正しく読み取る：冷媒は最も温度の低い部品へ移動します。冷えたプラント室内にある機器や、蒸発器に冷水が残っている機器では、温度が十分に均一になるまで正確な静止圧力を得られません。

圧力試験は別の作業であり、専用の圧力計が必要です。耐圧・気密試験圧力は、適用される安全規格（欧州ではEN 378、北米ではASHRAE 15）と、機器銘板に記載されたPS/MAWPに基づいて決定します。経験則で決めたり、推測で設定したりしてはいけません。試験時の実務的な圧力計要件は以下のとおりです。

1. 試験媒体には乾燥窒素（OFN）を使用し、酸素やシステム冷媒は絶対に使用しない。
2. 試験圧力を上回るフルスケールでありながら、指針が目盛板の上半分に位置する専用試験圧力計を使用する。ブルドン管圧力計はこの位置で最も読み取りやすい。
3. 試験圧力計には精度等級1.0または1.6を指定する。Class 2.5のサービス用圧力計では、保持時間中の微小な圧力低下を検出できない。
4. 保持中の周囲温度変化を補正する。固定容積内の窒素は、1 Kあたり約0.3-0.4%圧力が変化するため、これを無視すると一晩で5 K変動しただけでも漏れのように見える。
5. 高い試験圧力をマニホールドの低圧側連成計で測定しない。加圧前に、レンジが試験圧力を下回る圧力計を隔離または取り外す。

圧力試験に合格した後の排気は、圧力測定ではなく真空測定です。上記の低圧側セクションにあるTorr/micronの説明を参照してください。関連情報：過圧保護および圧力計の故障モードとトラブルシューティング。

チラー用圧力計の仕様決定：材質・接続・RFQチェックリスト

チラー用冷媒圧力計のRFQを発行する際は、仕様確認の行き違いを避けるため、以下の項目を提示してください。

1. 冷媒の種類 — R-22、R-134a、R-410A、R-407C、CO2 (R-744)、またはアンモニア (R-717)。
2. 回路側 — 高圧（吐出/凝縮）、低圧（吸入/蒸発）、または保守用真空。
3. 圧力レンジと単位 — bar、psi、または真空計用のTorr/mbarとの併記。
4. 精度等級 — 現場サービス用圧力計：2.5、盤用計器：1.6または1.0。
5. 接続ねじとサイズ — SAEフレア、1/4"-18 NPT、1/4" BSP、またはG 1/4"。
6. 接液部材質 — 黄銅（大半のHFC）、ステンレス鋼316L（CO2、アンモニア）。
7. 封入 — 乾式またはグリセリン封入。
8. ダイヤルサイズ — 40 mm（携帯用マニホールド）、63 mm（サービス盤）、100 mm（機械室盤）。
9. 数量と納期 — MRO在庫用またはプロジェクト一括。

ManogaugeのOEMチラー用冷媒圧力計は、HVAC機器メーカー向けのプライベートブランド組立品として供給可能です。OEM数量での標準納期は15–25日、認証取得済みステンレス鋼製CO2圧力計では7日間の特急対応も可能です。

関連ガイド：A2L R-454B冷媒圧力計の選定およびアンモニア冷凍設備の圧力監視では、関連する冷媒圧力計の仕様を解説しています。

関連ガイド： CO2トランスクリティカル冷凍用圧力計の選定 · 産業用ヒートポンプ圧力監視ガイド · 冷却塔圧力計監視ガイド · データセンター液冷圧力監視：CDUとラック差圧

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まとめ

• チラー用冷媒圧力計は、使用する冷媒固有の飽和曲線に合わせて選定する必要があります。R-134aとR-410Aの高圧側回路で、同じ圧力計を変更なしに共用することはできません。
• CO2 (R-744)チラーシステムには、少なくとも160 barに対応するステンレス鋼316Lブルドン管圧力計が必要です。標準的なHVAC用黄銅圧力計はこれらの回路では安全に使用できません。
• チラー保守用のTorrレンジ真空計には、熱電対式またはPirani式の電子真空計を使用します。ブルドン管圧力計は約25 mbar未満を測定できないためです。
• RFQでは、仕様の曖昧さや供給遅延を避けるため、冷媒の種類、回路側、圧力レンジ、接続ねじ、ダイヤルサイズを必ず指定してください。

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よくある質問

標準的なHVAC用マニホールドゲージをCO2チラーに使用できますか？

いいえ。標準的なHVAC用黄銅マニホールドゲージは、最大約45 barまでの仕様です。CO2 (R-744)チラーの高圧側は、トランスクリティカル運転時に130 bar以上に達することがあります。容量不足の圧力計を使用すると安全上の危険があります。必ずCO2冷媒サービス専用に設計され、少なくとも160 barに対応するステンレス鋼製圧力計を使用してください。

チラー用低圧計とTorr真空計の違いは何ですか？

チラー用低圧計は、通常運転中の冷媒吸入側圧力（通常0～10または16 bar）を測定します。Torr真空計は、冷媒充填前の系統排気時に使用し、水分除去を確認するため50 microns (0.05 Torr)以上の分解能が必要です。ブルドン管圧力計ではこのレベルの真空を測定できないため、Torrレンジの測定には電子式の熱電対真空計またはPirani真空計が必要です。

R-410Aチラーには、どのような圧力計仕様が必要ですか？

R-410Aの場合、高圧側は0–60 bar、最低Class 2.5の精度（盤用計器はClass 1.6）、黄銅またはステンレス鋼製、接続は1/4" SAEフレアまたは1/4" NPTが推奨されます。低圧側は連成計–1 to +16 bar、または吸入圧力が大気圧未満にならない場合は0–16 barの圧力計を使用します。コンプレッサーに脈動がある場合はグリセリン封入を推奨します。

チラー用冷媒圧力計は、どのくらいの頻度で校正すべきですか？

冷媒充填量の確認や故障診断に使用するチラー機械室用圧力計では、年1回の校正が標準的です。グリセリン封入圧力計は、封入液がコンプレッサーの微小振動を減衰させるため、通常、乾式圧力計より長期間精度を維持できます。通常運転中の目視監視だけに使用する圧力計は、設備のリスク評価で許容される場合、2～3年の延長周期に設定できます。

チラー機械室用圧力計には、どのダイヤルサイズと精度等級が推奨されますか？

機械室で腕を伸ばした距離から読み取る場合、読みやすさを確保するには公称100 mmダイヤルが最小です。EN 837-1の精度等級Class 1.6は通常監視に適しており、試運転、漏れ確認、冷媒充填量の確認に使用する圧力計にはClass 1.0を指定してください。5 bar未満を示す低圧計では、目盛間隔が十分か確認してください。同じ公称サイズであれば、100 mmダイヤルの0–10 barレンジの方が0–16 barレンジより明瞭に読み取れます。

チラーを停止したとき、静止圧力はどの程度になるべきですか？

冷媒と金属部品が均圧するまで十分に停止させると、両側の圧力は測定した周囲温度または容器温度における冷媒の飽和圧力に落ち着きます。20 °CのR-134aでは約5.7 bar絶対圧（圧力計表示で約4.7 bar）、R-410Aでは約14.5 bar絶対圧（圧力計表示で約13.5 bar）です。静止圧力がP–T値を明らかに上回る場合は通常、回路内の空気などの不凝縮ガスを示し、明らかに下回る場合は冷媒不足または漏れを示します。表示値を判断する前に、温度が実際に均一になるまで十分な停止時間を確保してください。

チラーシステムの圧力試験には、どの圧力計が必要ですか？

耐圧・気密試験圧力は経験則ではなく、適用される安全規格（欧州ではEN 378、北米ではASHRAE 15）と機器銘板のPS/MAWPに基づいて決定します。試験には乾燥窒素を使用し、酸素は絶対に使用しないでください。試験圧力を上回るフルスケールで、指針が目盛板の上半分に位置する専用試験圧力計を使用し、精度等級1.0または1.6を指定します。Class 2.5のサービス用圧力計では、低速漏れを示す微小な圧力低下を検出できません。保持時間中は周囲温度を補正してください。固定容積内の窒素は1 Kあたり約0.3–0.4%圧力が変化するためです。試験圧力をマニホールドの低圧側連成計で測定してはいけません。

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