新冷媒対応の高性能な直膨システムの構築
－環境風洞を用いた空調検証設備を構築－
三機工業株式会社（社長：名古屋 和宏）は、総合研修・研究施設「三機テクノセンター」内に、低高温環境風洞設備を構築し、2026年6月から本格運用を開始しました。
■背景と目的
当社は自動車関連を中心に低温域(-40℃～)の温度調節を可能とした環境試験設備を数多く納入してまいりました。熱負荷の変動が大きな環境試験設備においては、温湿度の設定範囲が広いうえ、高い制御精度と温度分布精度も求められます。
当社では、冷媒R404A（GWP 3,920）を使用した直膨システムの納入実績はありますが、同冷媒は『フロン類の使用の合理化及び管理の適正化に関する法律』（フロン排出抑制法）により製造・使用の制限対象となっています。
こうした背景のもと、当社ではカーボンニュートラルや地球環境負荷低減の観点から、グリーン冷媒（オゾン破壊係数ゼロで地球温暖化係数が低いもの）を冷却に使用する直接膨張方式の冷却システム（直膨システム）が有力な選択肢になると考えています。
本設備では低GWP冷媒であるR448A（GWP 1,390）を使用した直膨システムと、自然冷媒である二酸化炭素（CO2）（GWP 1）を使ったシステムを構築しました。
■設備概要
本設備ではW8,700×D3,000×H3,250の試験室内にゲッチンゲン型風洞（オープン、クローズ両仕様）を構築しています。
主な性能
温度範囲 ： -40 ～ +50 ℃DB
湿度範囲 ： 20 ～ 90 %RH
車風速 ： 0 ～ 200 km/h （加減速 0.3 G）
■開発・検証内容
試験室は、当社保有技術であるドライシェル®方式※を採用しています。室内を低露点環境に保つことで、風管や冷却設備の一部を保温レスとし、ガラスやアクリル素材を用いて内部を透過できる構造としました。低温風洞でありながら設備内部を直接目視で確認できる高い検証性を実現しています。
今回構築した本設備では以下について確認・検証を可能としました。
１．低GWP冷媒の動的特性：非共沸冷媒の冷却コイル面の温度分布他、各所詳細計測
２．負荷急変時の温度安定性：車風速に応じたフィードフォワード制御、蓄冷タンクの導入
３．冷却コイル面の温度分布：当社独自の特殊均等分配機構の導入
４．高温多湿環境時の制御性：温度要求に応じた制御弁の適切な選定・容量制御の検証
５．エネルギー抑制 ：上記対策による再熱ヒータ、加湿蒸気の削減効果の検証
■今後の展開
本試験室の活用により、新冷媒を採用した直膨システムを確立し、低高温環境試験設備における高性能化を進めることにより、変革する自動車業界をはじめ、環境試験室を必要とするお客様への営業展開を拡大してまいります。
※低温室の周囲をドライ化することで、貫通口を密閉せずに低温環境を維持できる空調技術
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