ターボチャージャーによるカーエアコン（その２）

前回、質問の仕方が悪かったのでもう一度。
通常、ターボチャージャは、エンジンの排気圧を利用して排気側のタービンをまわして同軸上のコンプレッサーを駆動し、この後インタークーラーを経由してエンジンのシリンダーに過給しますが、今回の質問は、エンジンに過給せずに、直接、車の室内に圧縮冷却した空気（室内で膨張）を送りこんだときに、どのくらいの冷却能力があるか知りたい。
夏場、車の燃費が著しく悪くなります。カーエアコンのコンプレッサー駆動時間が長いのが原因と思っています。
（圧縮空気の吹き出し膨張による騒音はとりあえず無視。）

No.11 回答者： rgm79quel 回答日時： 2011/07/23 23:21

？？？？？？？？？？？？？？

１００度を超す熱風を室内に取り入れては
中にいる人間が耐えられるとは思えません。
（ちなみに排気側は１００度近くになります）

と言うことで運転出来る人間が存在し得ないので

「燃費はリッターゼロkmにまで悪化する」

が正解です。

是非一度ご自分でお試しください！！！！！！！！！！！
（死なないようにだけお気を付け下さい）

No.10 回答者： fxq11011 回答日時： 2011/07/23 18:32

冷却どころか暖房になります、タービンでは排気と隣合わせのため非常に高温になります、インタークーラーでも大気と同じまで冷えるかどうか、断熱膨張を期待しているようですが、たぶん圧縮比の桁が違うのでは？。

No.9 回答者： M16A3 回答日時： 2011/07/23 06:56

＞エンジンに過給せずに、直接、車の室内に圧縮冷却した空気（室内で膨張）を送りこんだときに、どのくらいの冷却能力があるか知りたい。

↑の質問の意味がわかりません。
エンジンへの吸気は車内からでは無く、エンジンルームのエアクリーナーから吸気します。
車内にいくら圧縮空気を送り込んでも、エンジンへの吸気に全く影響されません。

予断ですが、冷えた圧縮空気をエンジンに送り込んだとしてもシリンダー内の燃焼温度がそれほど下がるとは思えません。
燃費を気にするならタイヤの空気圧を高めにして、路面抵抗を減少するほうが余程現実的です。

No.8 回答者： gorisansei 回答日時： 2011/07/22 23:00

ターボでは回転にバラつきがありすぎてあまり実用的じゃないような。

タービンに発電機を付けてバッテリーで平滑化してからインバーターで電圧上げてエアコンのコンプレッサーを駆動した方が安定すると思います。

No.7 回答者： hiro4400105 回答日時： 2011/07/22 13:34

思考実験してみると、けっこう面白いアイデアだと思いますよ。

先の回答者様のいわれる通り、断熱圧縮・冷却・断熱膨張で、かなり冷たい空気になると思います。
ＮＡ車にターボ配管をすると考えると、ちょっと現実的かもしれませんね。
（吸気はＮＡのまま）

断熱圧縮・膨張を利用するので、ブーストがかからる事が大前提ですが、エアコンの風量はエンジンの空気流量に比べて2桁は少ないので、風量的にはかなり有利です。

おそらくは待ち乗りの定常走行ぐらいの負荷で、ブースト1.0ぐらいかかるんじゃないでしょうか。

普通自動車に軽自動車用のタービンと、大容量のウェストゲートバルブ、インタークーラー、これでかなりいけると思います。
WRX-STiの話で、あと走行風がどれだけ入るかにもよりますが、100km/hぐらいの走行時、アクセル全開まで踏むとノーマルのでブースト1.2かかっている時、インタークーラ入口130℃が出口40℃ぐらいまで冷えています。
エアコンは流量が小さいので、出口の温度はもっと下がると思います。
計算はしていませんが、常圧まで断熱膨張させると、数度ぐらいまで温度が下がると思いますよ。

あと二つほど懸念点です。
・エキマニの排圧が上がるので、この分出力と燃費が低下します。
・断熱膨張する時に温度が下がるので、ここで大量の結露が発生するので、室内直出しだと、室外の湿度によっては白い湯気が噴出すと思います。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

実は、質問をわかりやすくするためにインタークーラーなどというものを設定しましたが、実際には大型の放熱機で、車の前部についているバンパーを放熱機として利用することを想定しています。

ありがとうございました。

お礼日時：2011/07/22 15:01

No.6 回答者： aoiaaii 回答日時： 2011/07/22 13:13

　エアコンのコンプレッサーはただ単に冷たい空気を出すだけではなく除湿もしています。

これがないとはっきりいって涼しいと感じません。結局、除湿の為の装置が必要ですから、難しいかと思います。

＞夏場、車の燃費が著しく悪くなります。カーエアコンのコンプレッサー駆動時間が長いのが原因と思っています。

　間違いではないですが、原因の一つでしかありません。渋滞にいつもハマるような乗り方（つまりアイドリング時間が長い）なら別ですが、普通ならさほど影響はありません。加速中の動力損失もアクセルをある程度踏みこめばコンプレッサーが空転して動力損失が起きないような設計になってます。

　私なんか夏場はエアコンをガンガン使いますが、冬場の方（CPUで酸素密度に合わせて燃料を濃くするため）が圧倒的に燃費悪いですよ（暖機時間は夏も冬も大差ありません）。燃費が「著しく悪くなる」とあるので、他の原因があるのではないでしょうか。

No.5 回答者： 1143 回答日時： 2011/07/22 12:39

前に計算した時には、断熱圧縮で１，５くらいまでブーストを掛けると１５０℃くらいまで温度が上がる計算になったので、これをクーラーで大気温度近くまで冷却して膨張させれば、軽く氷点下になります。

けどアクセルを多く踏んでタービンを回さなくては働かないターボチャージャでは、エアコンとしては実用性無しです。（風量が減って、ブーストが下がると、熱風しか出てこないでしょう）のろのろ運転でもタービンを回すためだけにアクセルを踏まなきゃいけない様では、燃費が良くなる訳が有りません。
エアコンは、スーパーチャージャ風にメカ連動でコンプレッサーを回すのが合理的です。

No.4 回答者： ZUM1911 回答日時： 2011/07/22 12:31

ターボって、あの熱いエンジンルームの中でも、1、2を争うくらい熱くなる部品ですよ？ちょっと、車に興味を持って、雑誌とか、webとかで調べていれば、そんなこと思い付きもしません。

No.3 回答者： kisinaitui 回答日時： 2011/07/22 00:58

それはエアコンにはなりません。

単なる送風機でしかありません。

さらにエンジンルームの中を通り、排気ガスの温度も影響しますので、噴出される温度は外気温度より熱くなります。

窓を開けて走る方がよほど涼しいでしょうね。

カーエアコンは、コンプレッサーによって、冷媒ガスを圧縮させて膨張する時の吸熱効果を使い、空気自体を２～３度程度まで下げて、それを冷却水で温度調節して噴き出しています。ただ風を出しているのとは違います。
また、空気を冷却する際に発生する除湿効果で、からっとした空気が出てきます。

単にターボのタービンで圧縮しただけの空気では、湿気はそのままですので、熱くてじっとりとした空気が送りだされます。


こんな事を書くと今度は、ターボのタービンでコンプレッサーを回せばとなりそうですが、ターボのタービンの力では、エアコンのコンプレッサーは力が足りませんので回りません。

No.2 回答者： CBkochann 回答日時： 2011/07/22 00:07

そもそも、発想が短絡的。

真夏の炎天下の吸気温度がインタークーラーを通過しただけで、人間が涼しいと感じる温度まで低下すると思ってんの？？

この人のHPがわかりやすく書いてあるから、よーく読んでみな。
この質問がいかに滑稽かわかるよ。
※車は10年以上も前のジムニーのターボ車
http://www.geocities.jp/ja22ws/intmp/index.html