三菱電機は、冷暖房用ヒートポンプ(※1)式空調機向けに、業界最高クラス(※2)の伝熱性能を実現した鉛直アルミ扁平管熱交換器(VFT※3熱交換器)を開発した(図1)。空調機のさらなる省エネと冷媒量の削減により、カーボンニュートラル社会の実現に貢献していく。



近年、カーボンニュートラル社会の実現に向けて、省エネ性に優れるヒートポンプ式空調機の需要が拡大している。
一方で、ヒートポンプ式空調機には地球温暖化係数の高いフロン冷媒が使用されており、環境負荷低減のために冷媒量を削減すると伝熱性能が低下するという課題があった。
冷媒量の削減と伝熱性能の向上を両立するためには、熱交換器内に冷媒を流す扁平管をより細径かつ高密度に多数配置し、冷媒と空気が触れる面積を拡大するとともに熱交換器内の容積を削減することが有効だが、従来の水平アルミ扁平管熱交換器(HFT※4熱交換器)ではその構造上、扁平管の数を増やすと重力の影響を受けてガスと液が混ざり合う冷媒をすべての扁平管内に均等に行き渡らせることが難しく、伝熱性能の向上が困難だった。

今回、同社が開発した鉛直アルミ扁平管熱交換器は、鉛直上向きに延びるアルミ扁平管(VFT)と、二重管構造の高性能冷媒分配器を採用することで、より細径のアルミ扁平管を高密度に多数実装しながら冷媒を均等に行き渡らせることが可能になった。これにより、従来の水平アルミ扁平管熱交換器と比較して、伝熱性能が最大で約40％向上し、さらに熱交換器の内容積を最大で約20％削減することで、熱交換器内部の冷媒量の削減も実現した。

このほか、独自の解析技術を用いて排水性を大幅に向上させた新構造のフィンも採用することで、暖房中の除霜運転時に霜が溶けた水が熱交換器から排出されずにフィン上で凍結し、熱交換器の通気を妨げて空調機能が低下するという課題を解決した。
同社は今後、本技術の製品への適用を進めていくことで、カーボンニュートラル社会の実現に貢献する。

■用語の補足
◇※1：外気と屋内の間で熱を移動させることで、高いエネルギー効率で暖房や冷房したり、水を温めたりする機器>
◇※2：2023年11月1日現在 当社調べ(冷房と暖房を行う定置の空調機において)。
◇※3：VFT(Vertical Flat Tube)
◇※4：HFT(Horizontal Flat Tube)

(※資料提供：三菱電機)