車載用熱交換器の空気側伝熱特性評価－第1報：CFD及び実験計画法に基づくパラメータスタディ

摘要

近年の省エネに対する観点から，熱交換器の性能改善の重要度は益々高くなっている．特に車載用空調機器に関しては，限られたスペースに搭載されるため各機器の小型化·高性能化が求められている．またGWPの高いHFC134aに代わって新フロン系冷媒であるHFO1234yfへの移行が検討されているが，既存冷媒HFC134aよりも冷凍能力が劣るといわれている．そのような背景の中，熱交換器の性能改善は急務となっており，熱交換器の開発加速のためにはシミュレーション技術が重要となってくるが，そのためには熱交換器の高精度な性能予測手法の確立が求められる．特に熱交換器の性能改善を図る上で，これに影響する空気側伝熱特性の基礎的な把握が重要であり，その簡易な予測式の確立は熱交換器を設計する上で非常に有用である．車載用空調機器に用いられる熱交換器は主に扁平チューブとコルゲートフィンから構成されるものが一般的である．KimらやChenらはコルゲートフィンの伝熱特性について，その性能を実験によって明らかにし，フィンの形状と伝熱特性についての関係を示した．しかしながらフィンの微細加工の技術は日々進歩しており，より広範囲なフィン性能の予測が必要となってきている．そこで本研究では，CFDによる数値解析及び実験計画法を用いたパラメータスタディにより，広範囲なフィンの特性を把握し，相関式作成の指針を得ることを目的とする．