ヒーターコア

ヒーターコアは、車内の暖房に使用されるラジエーターのような装置です。車のエンジンから出る熱い冷却液は、冷却液と車内の空気の熱交換器であるコアの巻き管を通過します。コアチューブに取り付けられたフィンは、ファンによって押し出される空気への熱伝達表面積を増やす役割を果たし、それによって車内を暖めます。

仕組み

ほとんどの車やトラックの内燃エンジンは、水と不凍液の混合液で冷却されます。この混合液は、水ポンプによってエンジンとラジエーターを循環し、ラジエーターがエンジンの熱を大気中に放出できるようにします。この冷却液の一部は、ヒーターコアを通じて迂回され、キャビンにエンジンの熱を供給したり、空調の温度を調整したりします。

ヒーターコアは、車両のダッシュボードの下にある小さなラジエーターで、表面積を増やすために冷却フィンが付いた導電性のアルミニウムまたは真鍮のチューブで構成されています。ヒーターコアを通過する熱い冷却液は、エンジン冷却回路に戻る前に熱を放出します。

車両の換気システムのかご型ファンは、ヒーターコアを通して空気を送り、冷却剤の熱を車内の空気に伝達します。この空気は、さまざまな場所にある通気口から車内に送られます。

コントロール

エンジンが温まると、サーモスタットによって冷却水の温度がほぼ一定に保たれます。車内に入る空気の温度は、ヒーターコアを通過する冷却水の量を制限するバルブを使用して制御できます。別の方法としては、ヒーターコアをドアで遮断し、流入する空気の一部 (またはすべて) をヒーターコアの周囲に完全に誘導して、加熱されないようにします (エアコンコンプレッサーが作動している場合は再加熱されません)。一部の車では、これらのシステムを組み合わせて使用しています。

より単純なシステムでは、運転者がバルブまたはドアを直接制御できます (通常は回転ノブまたはレバーを使用)。より複雑なシステムでは、電気機械式アクチュエータとサーミスタを組み合わせてバルブまたはドアを制御し、ユーザーが選択した正確な温度値の空気を送ります。

デュアルクライメート機能（運転者と乗客がそれぞれ異なる温度を設定できる機能）を備えた車では、2 つに分割されたヒーターコアが使用されることがあります。この場合、希望する暖房を得るために、両側のヒーターコアに異なる量の冷却剤が流れます。

空調

エアコン付きの車では、外気、または再循環フラップが外気通路を閉じるように設定されている場合の車内の空気は、多くの場合、車内のエアフィルターで濾過された後、エアコンの蒸発器コイルに最初に押し込まれます。これは、非常に冷たい液体で満たされたヒーターコアがガスへの相変化（蒸発）を起こしているものと考えることができます。このプロセスは、入ってくる空気を加熱するのではなく冷却します。目的の温度を得るために、入ってくる空気は最初にエアコンで冷却され、次にヒーターコアで再び加熱される場合があります。ヒーターとエアコンのコンプレッサーの手動制御が装備されている車両では、両方のシステムを一緒に使用すると、蒸発器コイルが結露による空気の水分を取り除くため、車内の空気が除湿されます。これにより、車内の空気の快適レベルが向上します。自動温度制御システムは、外気温、内部気温、キャビンの空気温度、またはユーザーが要求する急速な霜取り効果に応じて、コンプレッサーの動作、再加熱量、送風機の速度を調節する最善の措置を取ることができます。

エンジン冷却機能

ヒーターコアは、エンジンから出た熱を車内の空気に伝えて冷却するため、エンジンの補助ラジエーターとしても機能します。ラジエーターが正常に機能していない場合、オペレーターは客室のヒーターをオンにして (キャビンブロワーファンを全速にして窓を開けた状態で)、過熱したエンジンクーラントをある程度冷却することができます。このアイデアは、ヒーターコアが十分な大きさでなく、大量のクーラントを冷却するのに十分な冷気を流さないため、ある程度しか機能しません。

起こりうる問題

ヒーターコアは、多数の曲がりがある細い配管で構成されています。冷却システムの洗浄が行われなかったり、冷却剤が定期的に交換されなかったりすると、配管が詰まることがあります。詰まると、ヒーターコアは正常に動作しません。冷却剤の流れが制限されると、ヒーターコアが詰まると暖房能力が低下したり、完全に失われたりします。制御バルブが詰まったり、動かなくなったりすることもあります。空気の暖房量を制御する方法として、制御バルブの代わりにブレンドドアが使用されている場合、ドア自体またはその制御機構が熱膨張により動かなくなることがあります。空調制御ユニットが自動の場合、アクチュエータが故障することもあります。

他に考えられる問題は、ヒーターコアへの接続部の 1 つに漏れがある場合です。これは、まず臭いで気付く場合があります (エチレングリコールは冷却剤として広く使用されており、甘い臭いがあります)。また、フロントガラスのヒーター通気口の上のフロントガラスに (やや油っぽい) 曇りが生じることもあります。グリコールが車内に直接漏れて、室内装飾品やカーペットが濡れることもあります。

電気分解により過度の腐食が発生し、ヒーターコアが破裂する可能性があります。冷却液が車内に直接噴射され、白い煙が出て運転に大きな危険をもたらします。

ヒーターコアは通常、車内のダッシュボードの下にあり、換気システムのダクトに囲まれているため、メンテナンスにはダッシュボードの大部分を分解する必要があり、手間がかかり、費用も高くなります。

ヒーターコアは、車内の空気を暖めるために冷却剤の熱に依存しているため、エンジンの冷却剤が十分に温まるまで作動しません。この問題は、補助加熱システムを車両に装備することで解決できます。補助加熱システムは、電気を使用するか、車両の燃料を燃焼させて、エンジンの冷却剤を急速に動作温度まで上げることができます。

空冷エンジン

水冷システムを持たないエンジンは、ヒーターコアを介してキャビンを暖めることができません。1つの代替策は、（非常に熱い）エンジン排気マニホールドの周りの空気を車内に導くことです。温度制御は、加熱されていない外気と混合することによって達成されます。空冷式のフォルクスワーゲンエンジンはこの方法を採用しています。別の例としては、超軽量および超軽量飛行のアマチュア製作の現場で使用されている空冷式のブリッグス＆ストラットンヴァンガードがあります。コックピット暖房のこの方法は、スペースク SD-1 ミニスポーツやその他の自家製スポーツプレーンではシンプルなオプションです。ただし、設計によっては、排気システムの漏れにより客室に致命的な煙が充満し、安全上の問題が発生する可能性があります。