三菱電機株式会社は、ヒートポンプ式冷熱機器向けに従来比約3倍の伝熱性能を持つプレート熱交換器を開発しました。伝熱性能の向上によりプレート層数を減らせるため、熱交換器内部の冷媒使用量を従来の約3分の1に削減でき、環境負荷低減と安全性向上に資するとしています。背景には冷媒規制の強化があり、R32など低GWPの次世代冷媒は可燃性を持つため、充填量の抑制が重要です。三菱電機は、流体の流出入部に液分布を均一化する分配流路を設け、プレート間に微細なオフセット構造のフィンを備えても冷媒がプレート全域に均一に行き渡る構造を導入しました。分配流路の位置はガスと液が混在する二相冷媒の複雑な流れを対象に独自の解析技術で最適化し、定置のヒートポンプ式冷熱機器において2026年9月14日現在で業界最高水準を達成したとしています。比較対象は同社の定置空調用プレート熱交換器です。
本技術は水を用いた冷熱機器に加え、電気自動車のヒートポンプシステムや水を用いた空調機など幅広い製品に応用可能とされています。可燃性冷媒の使用量を抑制しやすくなることで、設置環境での安全性向上や保守時のリスク低減、機器の小型化や冷媒コスト削減が見込めます。導入時は対象機器の熱負荷条件と冷媒種、許容充填量の規格要件に合わせ、分配流路設計と微細オフセットフィンの組み合わせ効果を評価することが重要です。試作段階では二相流の分布計測とシミュレーションを突き合わせ、実機条件に即した層数最適化を行うと効果を得やすくなります。三菱電機は今後、製品への適用を進め、カーボンニュートラル社会の実現に貢献するとしています。
詳しくは「三菱電機株式会社」の公式ページまで。レポート／DXマガジン編集部
