超COP10熱・マイクロ波併用吸着ヒートポンプの開発

• Project/Area Number: 16656242
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Reaction engineering/Process system
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 渡辺 藤雄 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (70109312)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小林 敬幸 名古屋大学, エコトピア科学研究機構, 助教授 (90242883) ; 出口 清一 名古屋大学, 工学研究科, 講師 (50283411) ; 窪田 光宏 (窪田 光弘) 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (60345931)
• Project Period (FY): 2004 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000); Fiscal Year 2005: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000); Fiscal Year 2004: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
• Keywords: 吸着ヒートポンプ / デシカント空調 / マイクロ波 / ゼオライト / シリカゲル / 水蒸気 / 脱着速度

Research Abstract

水蒸気系オープン式吸着ヒートポンプのコンパクト・高性能化を目的とし、マイクロ波照射型の超COP10熱・マイクロ波併用吸着ヒートポンプを提案し、本形式の吸着ヒートポンプ用吸着材モジュールの合理的設計基準を確立するために、(1)本ヒートポンプ用としての吸着材の選定を行った。ついで、(2)選択された吸着材を用いてマイクロ波による脱着促進効果を実験的に検討した。
(1)水蒸気系オープン式吸着ヒートポンプ用吸着材の選定
水蒸気吸着性能を有するとされるシリカゲル、ゼオライト、活性炭、アロフェン、機能性ゼオライト(FAM)を対象とし、その水蒸気吸着等温線の測定を行い、水蒸気系オープン式吸着ヒートポンプ用としての吸着平衡論的性能評価を行った。その結果、ゼオライトおよびシリカゲルは低湿度水蒸気の大容量吸着性を示すことを明らかにした。
(2)水蒸気脱着に及ぼすマイクロ波照射の影響の検討
吸着材単粒子装填流通式吸着器で構成されるマイクロ波照射型の吸着ヒートポンプを試作し、この試作装置による13X型ゼオライトおよびA型シリカゲル(いずれも粒径500μm)の水蒸気脱着に及ぼすマイクロ波照射の影響についてマイクロ波強度(200〜800W)などを変化させた実験を行った。その結果、マイクロ波非照射の脱着では脱着開始後に吸着材温度は急激に降下しその後初期温度に回復する。これに対して、マイクロ波照射下でも脱着開始後の急激な温度降下を示すが、この降下は非照射に比べて小さく、さらにその後、吸着材温度は初期温度以上に上昇し、マイクロ波照射を停止すると速やかに初期温度に回復することが確認された。ゼオライトではマイクロ波照射による脱着量変化は初期において大きく、それはマイクロ波照射強度の増大とともに大きくなり、非照射脱着のそれの最大1.4倍となることを認めた。