電気自動車のヒートポンプ空調システムの冬季運転時において、室外熱交換器が霜に覆われやすくシステムの加熱性能に影響を及ぼす問題に対し、本研究では実験システムを設計・構築し、複数流路のマイクロチャネル熱交換器の霜付特性を解析した。実験結果は、室外熱交換器表面の霜層成長と表面温度低下との間に連動関係があり、各流路における霜層の分布は不均一であることを示した。その原因は、内部の二相冷媒密度が異なり、重力の影響を受けるため、気液相分離が発生し流路内で不均一な分布を引き起こすことである。さらに、室外熱交換器表面の霜被覆率の増加は、室外熱交換器の冷媒側温度、圧縮機の吸排気圧力、加熱量の低下を招き、圧縮機の単位消費電力を増加させる。環境温度0℃のデータを例にとると、霜被覆率が77.4％の時、吸気圧力、排気圧力および加熱量の低下率はそれぞれ33.4％、12.1％、25.8％であり、単位消費電力は32.0％増加し、システムの運転安定性を低下させ、乗員室の加熱要求を満たせなくなる。

自動車空調; ヒートポンプ; 霜付特性; マイクロチャネル熱交換器