どうして暖かくなる？　意外と知らないクルマのヒーターの仕組み

冬になると、なくてはならないクルマの機能が“ヒーター”。いったいクルマのヒーターは、どのような仕組みで、何が熱源となっているのでしょうか？

まずは、基本となるヒーターの熱源はエンジンです。クルマのエンジンは、燃料を燃焼させていますから、放っておくと、どんどんとエンジン本体の温度が上昇します。何も対処しないと、壊れてしまうので、現在のほとんどのエンジンは冷却水で冷やしています。

冷却“水”とありますが、普通の水ではなく、さびたり凍ったりしないような特殊な液体で、一般的にはLLC（ロングライフクーラント）と呼ばれます。クルマに「水温計」とあるのは、このLLCの温度を計っているもの。通常は100度前後になっており、冷却系の機械が故障などすると、110度を超えオーバーヒートという状態になり、放っておくとエンジンが壊れてしまいます。

車内を暖めるには、100度近くで循環している冷却水（LLC）を利用します。100度近くもありますから、そこに風を送るだけで空気が熱せられます。その熱の空気を車内に引き込めば、それがヒーターとなるのです。もともと、捨てるために吸い上げたエンジンの熱を再利用しているのですから、とても効率的な暖房と言えるでしょう。

逆に言えば、熱源であるエンジンが冷えていると、ヒーターはうまく機能しません。寒い朝に、エンジンを始動しても、なかなかヒーターから暖かい風が出てこないのは、まだエンジンが温まっていないのが理由です。その場合は、ヒーターを使うのをぐっと我慢して、水温計の針がある程度、上がってくるのを待ちましょう。水温計の針が通常エリアを示してからヒーターを作動させた方が、冷たい風を受けずにすみますし、その方が早く暖かい風にあたることができるはずです。

ヒーターの熱源はエンジンと説明しましたが、実は、最近になって困ったことが増えてきました。それはエンジンを長時間停止させたまま走るPHV（プラグイン・ハイブリッド）車や、そもそもエンジンを搭載していないEV（電気自動車）の存在です。これらのクルマでは、エンジンの熱が使えません。そこで、電熱線を暖める電気ヒーターが使われることになりました。

ところが電熱線の電気ヒーターは、効率がいまひとつよろしくないため、ヒーターを使って車内を暖めれば暖めるほど、電動での走行距離が短くなってしまいます。それはPHVでもEVでも、できれば避けたい状況です。

そこで、近年になって採用が始まったのがヒートポンプ式のヒーターです。ヒートポンプとは、家庭にある冷暖房エアコンなどに採用されるもの。エコキュートと呼ばれる給湯システムも同じ原理です。

これは冷媒と呼ばれる気体が、熱を吸い上げ、一方から一方へ熱を伝えるという技術です。ポイントは、冷媒を圧縮すれば吸い上げた熱をさらに高めることができ、逆に拡散すれば温度が下がるところ。そのため、外気温10度でも、その熱を拾ってきた冷媒を圧縮すれば、室内側へ30度でも40度の熱風を送ることが可能となります。

プリウスPHVには量産車としては世界初となるガスインジェクション機能を備えた最新のヒートポンプ式のエアコンが搭載されています。これまでのヒートポンプ式ヒーターの常識を破る、氷点下10度の外気温でも暖房が可能となっています。実のところ、最新モデルには、ヒーターにも、最先端の技術が採用されているのです。

（文：鈴木ケンイチ　編集：ミノシマタカコ+ノオト）

[ガズー編集部]