カーエアコン技術編・第6話
カーエアコンで、車室内へ送る空気から熱を吸収する熱交換器がエバポレーター（蒸発器）です。
内部を流れる低温・低圧の冷媒が蒸発するときに、通過する空気から熱を吸収します。この働きによって、車室内へ送る空気を冷やしています。
冷房には、冷媒が正常に流れることと、エバポレーターに十分な空気が通ることの両方が必要です。
この記事では、エバポレーターの構造と冷える仕組み、除湿・排水、凍結、臭い、冷媒漏れ、故障診断の確認ポイントを解説します。
エバポレーターはどこにある？
多くの車両では、ダッシュボード内部のHVACユニットに組み込まれています。
HVACはHeating・Ventilation・Air Conditioningの略で、暖房・換気・空調を表します。車両では、ブロワ、フィルター、エアミックスダンパ、温度センサーなどと組み合わせて、温度や風量、吹き出し方向を調整します。
基本構造は、冷媒が流れるチューブとフィン
エバポレーターは、冷媒が流れるチューブと、空気との熱交換を助ける薄いフィンなどで構成されています。限られたスペースで効率よく熱交換できるように作られています。
エバポレーターで空気が冷える仕組み
コンデンサーで液化された高圧の冷媒は、エキスパンションバルブで減圧されます。減圧後は、低温・低圧の液体とガスが混在した状態でエバポレーターへ入ります。
液冷媒が気体へ変化するには、熱が必要です。エバポレーターを通過する空気からその熱を吸収するため、空気の温度が下がります。
画像を押すと、大きな図を別タブで確認できます。
- ブロワの送風により、空気がエバポレーターを通る
- 内部の冷媒が蒸発しながら、空気の熱を吸収する
- 温度が下がった空気が、吹出口から車室内へ送られる
冷えていても、風が十分に通らなければ冷房能力は落ちる
エバポレーター内部で冷媒が蒸発していても、通過する空気量が少なければ、車室内へ十分な冷気を送れません。
「冷えない」「風が弱い」という場合は、冷媒回路に加えて、次の空気側の項目も確認します。
- キャビンフィルターの詰まり
- ブロワモーターの回転不足
- ブロワレジスターや制御系の異常
- エバポレーターフィンの汚れ
- エバポレーターの凍結
- ダクトの詰まり・外れ
- ダンパの作動不良
キャビンフィルターの詰まりも確認する
フィルターが汚れて空気を十分に通せなくなると、ブロワが正常に回っていても、エバポレーターを通過する風量が減ります。
その結果、吹出口の風量や冷房性能が低下する場合があります。風が弱いという症状だけでブロワモーター故障と決めつけず、フィルターやフィンの汚れも確認します。
除湿と結露水の排出
湿った空気が冷たいエバポレーターを通ると、条件に応じて空気中の水蒸気が結露し、水滴になります。空気から水分が取り除かれることで、除湿が行われます。
結露水は空調ケース内のドレン部へ集まり、ドレンホースを通って車外へ排出されます。
A/C使用時に、ドレンから透明な結露水が出るのは正常な現象です。
窓の曇り取りにも役立つ
A/Cで除湿した空気をガラスへ送ると、曇り取りに役立ちます。必要に応じてヒーターコアで再加熱し、乾燥した暖かい空気をフロントガラスへ送る制御も行われます。
エバポレーターが凍る「フロスト」とは？
エバポレーターの温度が下がりすぎると、水分が凍ってフィンの間に霜や氷が付着します。この状態をフロストと呼びます。
氷が空気の通り道を塞ぐと風量が落ち、冷えにくくなります。
- 最初はよく冷える
- 徐々に凍結し、フィンの間が氷で塞がれる
- 吹出口の風量が弱くなり、冷えなくなる
- A/Cを止めて氷が溶けると、再び冷える
「しばらく使うと風が弱くなり、休ませると戻る」という場合は、凍結の有無も確認します。
凍結の原因は一つではない
- エキスパンションバルブの作動異常
- 冷媒流量の制御異常
- エバポレーター温度センサーの異常・取り付け不良
- キャビンフィルターの詰まり
- ブロワの風量不足
- 凍結防止制御の異常
凍結したという理由だけで、エバポレーター本体の故障とは判断できません。風量や温度検出、冷媒状態、制御系を含めて確認します。
停止すれば冷房が戻る場合でも、凍結を繰り返すときは原因を確認することが重要です。
温度センサーと凍結防止制御
多くの車両では、サーミスタなどの温度センサーでエバポレーターの温度を監視しています。
温度が下がりすぎると、コンプレッサーを一時停止したり、可変容量コンプレッサーの吐出量を減らしたりして、凍結を防ぎます。
センサーの取り付け位置がずれている場合や、正しい温度を検出できない場合は、凍結防止制御が正常に働かなくなる可能性があります。
EPRを使用する方式もある
車種やシステムによっては、EPR（Evaporator Pressure Regulator：エバポレーター圧力調整弁）を使用します。
EPRはエバポレーター側の圧力が必要以上に下がらないよう調整し、蒸発温度の低下を抑えるための装置です。すべての車両に使用されているわけではありません。
エバポレーターからの冷媒漏れ
エバポレーターも冷媒が流れる部品のため、腐食・振動・経年劣化・損傷などによって漏れが発生する場合があります。
多くの車両ではダッシュボード内部の空調ケースに収納されているため、コンデンサーやエンジンルーム内の配管よりも目視しにくい部品です。
漏れの確認方法
対象車両や設備、メーカー指定に応じて、次のような確認を組み合わせます。
- 電子式リークディテクターによる検査
- 対象車両に適したリーク検査
- メーカーが認める場合のUV蛍光剤による確認
- ドレン付近での冷媒漏れ検知
- 冷媒量の減少の確認
冷媒量の減少だけでは、漏れ箇所を特定できません。コンデンサー、ホース、配管、Oリング、コンプレッサーなど、回路全体を確認します。
エアコンから嫌な臭いがする場合
結露で湿ったエバポレーターにホコリや汚れが付着し、条件がそろうと、カビや細菌などが増殖して臭いの原因になる場合があります。
ただし、臭いがするからといって、すぐにエバポレーター交換が必要とは限りません。
- キャビンフィルターの状態
- エバポレーター表面の汚れ
- ドレンの排水状態
- 空調ケース内部の汚れ
- 適切な方法によるエバポレーター洗浄の可否
フィルター交換後も臭いが残るときの点検箇所や、清掃・交換の相談については、第20話「車のエアコンが臭い｜フィルター交換で消えない臭いとエバポレーターの点検」をご覧ください。
洗浄方法と薬剤の選定にも注意
薬剤によっては、アルミ材や表面処理・コーティングへ悪影響を与え、腐食の原因になる可能性があります。
洗浄には、対象車両・部品に適合した方法と薬剤を使用してください。
交換作業が大掛かりになりやすい理由
エバポレーターはダッシュボード内部に組み込まれていることが多く、交換するためにダッシュボードや周辺部品を大きく分解する車種があります。
そのため、部品代に加えて分解・組み付けの作業工賃が大きくなる場合があります。交換前に、漏れや不具合の原因を適切に確認することが重要です。
エバポレーター側の状態はコンプレッサーにも関係する
エバポレーターへの風量が極端に不足すると、空気から冷媒へ伝わる熱量が減ります。
一般的なTXV方式では、エバポレーター出口の冷媒状態に応じて、エキスパンションバルブが冷媒流量を絞る方向へ作動します。運転条件によっては、低圧側の圧力が低下する場合があります。
- エバポレーターを通る空気が少なくなる
- 空気から受け取る熱量が減る
- 蒸発できる冷媒量が減る
- エキパンの開度や冷媒循環状態が変わる
冷媒・オイルの循環状態まで悪化すると、コンプレッサーの潤滑や冷却条件へ影響する可能性があります。コンプレッサー故障の原因を調べる際も、エバポレーター側の風量や熱交換状態を確認します。
冷え不良は「冷媒側」と「空気側」の両方から診断する
冷え不良の原因には、冷媒不足・過充填、コンプレッサーの能力不足、コンデンサーの放熱不足、冷却ファン不良、レシーバーやエキパンの異常、配管の流路制限などがあります。
さらに、エバポレーターの凍結や風量不足、フィルターの詰まり、ブロワ・ダンパ・温度センサー・制御系の異常も確認します。
冷媒が正常に流れているか、空気が十分に通っているかを、あわせて確認します。
高圧・低圧、冷媒量、配管温度、吹出口温度、風量、エバポレーター温度、ブロワ、フィルター、ダンパなどを総合して判断します。
まとめ｜冷媒と空気が熱交換する重要な部品
- エバポレーターは、冷媒の蒸発によって空気から熱を吸収します。
- 十分な冷房能力には、冷媒の状態と風量の両方が重要です。
- フィルターの詰まりやブロワ系統の異常でも、冷えや風量が低下します。
- 結露によって除湿し、水分はドレンから車外へ排出されます。
- 凍結を繰り返す場合は、温度検出・風量・冷媒状態・制御系を確認します。
- 冷媒漏れは、エバポレーター以外の部品も含めて調べます。
- 臭いがする場合も、汚れや排水状態を確認してから対処方法を判断します。
- 冷え不良という症状だけで、交換する部品を決めないことが重要です。
本記事は代表的なカーエアコンシステムを中心に解説しています。エバポレーターの構造、凍結防止方式、温度制御、EPRの有無、冷媒、適正圧力・温度などは、車種・年式・メーカー・システム構成によって異なります。
実車の点検・修理では、対象車両の整備要領書およびメーカー指定値を確認してください。
部品の適合確認には、品番・車両情報・現品写真をご用意ください。車台番号は省略せず全桁お知らせください。