「暖房はタダ、冷房は燃費悪化」は本当？ クルマのエアコンに隠された仕組みと「A/C」スイッチの賢い使い方

ガソリン車の暖房はエンジンの廃熱を利用するため燃費を悪化させない

一般的なガソリンエンジン車やディーゼルエンジン車において、暖房の使用は燃費の悪化につながらない場合が多い。

なぜなら、車の暖房はエンジンが稼働する過程で発生する熱を再利用して温風を作り出しているからだ。

自動車のエンジンは燃料を燃焼させて動力を生み出しているが、その熱効率は高められた現代のエンジンでも4割程度に留まる。残りのエネルギーの大半は熱として放出されており、そのままではエンジン自体がオーバーヒートしてしまう。

それを防ぐために、エンジン内部のウォータージャケットと呼ばれる通路に冷却水を循環させ、熱を吸収している。

熱を帯びた冷却水はラジエーターに送られて走行風で冷やされるが、暖房のスイッチを入れると、この高温の冷却水の一部が車内にあるヒーターコアと呼ばれる小型の熱交換器へ導かれる。ヒーターコアにブロアモーターという送風機で風を当てることにより、温められた空気が車内に吹き出す仕組みとなっている。

つまり、エンジンをかけていれば必然的に発生する余分な熱エネルギーを回収して暖房に転用しているに過ぎず、熱を作り出すための新たな燃料消費は発生しない。送風機を回すための電力は消費するものの、エンジン稼働中に作動しているオルタネーターの発電量で十分に補える範囲に収まっており、燃費への影響は測定できないほど微小である。

したがって、エンジン搭載車においては、暖房の温度設定を高くしたり風量を強めたりしても、燃費を気にする必要はないと言える。

走行中に暖房の風を強くしても、基本的にはファンの回転数を上げる微小な電力消費が増えるだけであり、燃料の消費量そのものに目に見える変化は生じない。

冷房はコンプレッサーを駆動するため燃費が悪化しやすい

暖房とは対照的に、冷房を使用すると車の燃費は悪化する。また、暖房使用時であっても、機能の使い方によっては燃料消費が増加するケースがある。

これは、冷房や除湿機能を作動させるために、エアコンコンプレッサーという機器をエンジンの動力で駆動させなければならないからだ。

車内の空気を冷やす仕組みは家庭用のエアコンと同様であり、専用の冷媒ガスを圧縮して循環させることで周囲の熱を奪っている。このガスを圧縮する役割を担うコンプレッサーは、クランクシャフトからベルトを介してエンジンの回転力を利用して動いている。

コンプレッサーを作動させるとエンジンへの機械的な負荷が増加するため、走行状態を維持しようとシステムが自動的に燃料の噴射量を増やし、結果として燃費が悪化する。一般的な乗用車において、冷房使用時の燃費の悪化率は1割程度に達するとされる。

ここで注意すべきなのが、操作パネルに配置されているA/Cスイッチの存在である。A/Cスイッチはコンプレッサーを起動させるためのスイッチであり、冷房だけでなく車内の除湿を行う役割も持っている。雨の日や冬場の走行で窓ガラスが曇った際、視界を確保するために暖房と同時にA/Cスイッチをオンにすると、空気を一度冷却して水分を奪い、その乾燥した空気をヒーターコアで再び温めて吹き出すという処理が行われる。

窓の曇り取りには有効な機能であるが、コンプレッサーが稼働している以上、暖房目的の温度設定であっても冷房使用時と同等のエンジン負荷がかかる。除湿が必要ない場面ではA/Cスイッチをオフにし、送風とヒーターのみで暖房を行うことが燃料の節約につながる。

冬場に無意識にA/Cスイッチを入れたままにしていると、不要なコンプレッサーの作動によって燃費を無駄に悪化させてしまうこともあるため、窓が曇っていないときはスイッチをオフにする習慣をつけると良い。

ハイブリッド車や電気自動車は暖房使用が燃費や電費の悪化に直結する

エンジンの廃熱を利用できる内燃機関車とは異なり、ハイブリッド車や電気自動車においては、暖房の使用がエネルギー効率の低下、すなわち燃費や電費の悪化に直結する。

その理由は、モーター駆動を主体とするこれらの車両では暖房に利用できる熱源が不足しており、熱を作り出すためのエネルギーを自ら消費しなければならないからだ。

ハイブリッド車は、発進時や低負荷での巡航時にエンジンを停止し、バッテリーに蓄えた電力を用いてモーターのみで走行することで低燃費を実現している。しかし、冬場に暖房を使用していると、ヒーターコアに送るための冷却水温を高く保つ必要が生じる。

そのため、本来であればエンジンを停止してモーター走行できる条件であっても、水温を上げる目的だけで強制的にエンジンを始動させる頻度が増加する。この走行動力とは無関係なエンジンの稼働が燃料を消費し、冬場のハイブリッド車の燃費を悪化させる主要な要因となっている。

各自動車メーカーは、排気ガスの熱を冷却水に回収するシステムなどを導入して対策を進めているが、影響の排除には至っていない。

一方、電気自動車には熱源となるエンジン自体が存在しない。そのため、電熱線に電流を流して空気を直接温めるPTCヒーターや、外気の熱エネルギーを利用して車内を温めるヒートポンプシステムが採用されている。

これらはすべて駆動用のメインバッテリーから電力を引き出して作動するため、暖房を使えば使うほど走行に回せる電力量が目減りし、航続可能距離が短くなる。

こうした電動化車両に乗る場合は、空間全体を温めるエアコンへの依存度を下げ、シートヒーターやステアリングヒーターといった搭乗者の体を直接温める装備を併用することで、エネルギーの消費を抑える工夫が有効である。

車内の空気を温めるよりも、乗員が直接触れる部分を電気で温める方がはるかに少ない電力で済むため、航続距離の低下を大幅に抑えることができる。電気自動車における冬場の電費対策として、シートヒーターの活用は今や欠かせないセオリーとなっている。