小規模建物への蓄熱式空調システムの適用とその環境保全効果の推定

• Project/Area Number: 06750621
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Architectural environment/equipment
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 山羽 基 名古屋大学, 工学部, 助手 (10220435)
• Project Period (FY): 1994
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1994)
• Budget Amount: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 1994: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 空気調和システム / 蓄熱 / 潜熱蓄熱 / 熱伝達モデル / 実験 / シミュレーション

Research Abstract

研究は,要素技術として潜熱蓄熱材を用いた蓄熱装置の開発と小規模建物に設置した場合の環境保全効果の推定を目的としている。
当初の計画では,暖房用に40〜50℃で相変化する蓄熱材を用いた実験を行なう予定であったが,今年度は冷房用の蓄熱材を用いた実験のみを行った。この理由は,研究期間が限られていることと,電力需要のピークは夏期に発生するのでこの改善には冷房用の蓄熱装置が重要であること,冷房用に開発したモデルは暖房用にも適用できる可能性があること,である。
潜熱蓄熱材として,8.3℃で相変化する共晶混合物を蓄熱材とした市販のカプセルを用いた。これは,大きさが幅約200mm×長さ600mmで,これを現有の800D×800W×800Hの大きさを持つ蓄熱槽に,60個設置して蓄・放冷実験を行った。実験は,入力水の流量と温度差を変化させて行い,出口温度応答への影響を調べた。
実験結果をもとに出口温度応答の予測モデルを作成した。これは,カプセルと水の間の熱伝達に乱流熱伝達の実験式を用い,カプセル内の温度分布を仮定した熱伝達モデルを作成し,槽からの出口温度を実験結果と照合し実用上問題のないことを確認した。
当初の研究計画では,このモデルを用いて,小規模建物の冷温水系統に追加できる潜熱蓄熱槽の形状等を検討し,プロトタイプを提案する予定であったが,ここまで研究を進めることができなかった。しかし,熱伝達モデルを用いることでこの研究を今後の課題としてとり行うことが可能となった。