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Development of an energization-regeneration desiccant air conditioning system using a conductive polymer as new moisture absorbing material

Research Project

Project/Area Number 19H02294
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 23020:Architectural environment and building equipment-related
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

Kobayashi Hikaru  東北大学, 工学研究科, 教授 (90709734)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 川勝 英樹  東京大学, 生産技術研究所, 教授 (30224728)
小林 大  東京大学, 生産技術研究所, 助教 (30312036)
高木 理恵  東北工業大学, ライフデザイン学部, 准教授 (30466536)
大風 翼  東京工業大学, 環境・社会理工学院, 准教授 (40709739)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Keywordsデシカント空調 / 導電性ポリマー / PEDOT:PSS / 通電再生
Outline of Research at the Start

本研究は,空調の省エネ化への寄与が期待される,除湿のみを行うデシカント空調システムの新たな方式の開発を目的とする。従来のデシカント空調はシリカゲル等の各種吸湿材料による空気乾燥と,温風による吸湿材の再生を基本とするのに対し,本研究は,これまでにない吸湿材として吸湿性能を有する導電性ポリマーを用いる。このことで,電気的に吸湿材の状態をセンシングし,温風に頼らず電気的に最適な再生を行い,従来に比較して効率や制御性に優れた新たなシステムの実現可能性を追求する。

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study was to develop a new desiccant air conditioning system that is expected to contribute to energy conservation in air conditioning. It is characterized by the use of the conductive polymer PEDOT:PSS as a desiccant medium, and its reactivation is done by energization. The following objectives and issues were set to explore the possibility of a system that does not use hot air and is more efficient and controllable than conventional systems. Objective 1: Development of a desiccant element using PEDOT:PSS, and Objective 2: Development of a desiccant rotor regeneration method using conductivity. Subject 1: Development of a desiccant rotor with excellent absorption and desorption performance, Subject 2: Development of an optimal reactivation method using electric current, Subject 3: Investigation of desiccant element shape through experiments and numerical analysis, Subject 4: Investigation of operation method through experiments using an experiment and analysis.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

高温多湿地域の発展と人口増に伴う冷房需要の増加で,空間の冷却に要するエネルギーの大幅な増加が予想されている。また温暖化による温度上昇のインパクトも大きい。冷房は冷却と除湿を行うが,湿度処理は低温を必要とし,これが冷房効率化の妨げになる。また,室内の湿度は人が発生する水蒸気と人の為の換気が主因で今後も減少しないが,省エネの進展で冷却の対象となる熱は減少する為,相対的に湿度処理のエネルギーは増加する。湿度を処理するためにデシカント空調が期待されるが,経済性や装置の大きさ等を理由にあまり普及していない。そこで本研究は通電再生型の実現で最も簡便で普及し易いデシカント空調の実現に寄与することを目指した。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Presentation] 導電性ポリマーを用いた通電再生型デシカント空綢に関する研究 その5 :振動式質量測定器を用いた通電式デシカント空調用除湿媒体の水蒸気吸脱着量と吸脱着速度の測定及び評価2023

    • Author(s)
      西山 陽歌、小林 光、川勝 英樹、小林 大、金井 大介
    • Organizer
      日本建築学会大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 導電性高分子材料 PEDOT/PSS を用いた通電再生型デシカント空調の開発 その 6:最適な運転方法・装置形状の検討2023

    • Author(s)
      樋口 陽太、小林 光、楊 子揚、小林 大、川勝 英樹、金井 大介
    • Organizer
      日本建築学会大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 振動式質量測定器を用いた通電式デシカント空調用除湿媒体の水蒸気吸脱着量と吸脱着速度の測定 及び評価2023

    • Author(s)
      西山陽歌,川勝英樹,小林大,金井大介,小林光
    • Organizer
      空気調和・衛生工学会東北支部
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 導電性高分子材料 PEDOT/PSS を用いた通電再生型デシカント空調の開発 -最適な運転方法・装置形 状の検討-2023

    • Author(s)
      樋口陽太,川勝英樹,小林大,金井大介,小林光
    • Organizer
      空気調和・衛生工学会東北支部
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 導電性ポリマーを用いた通電再生型デシカント空調に関する研究 その4:導電性除湿エレメントの通電再生に関わる電気的特性及び除湿性能評価2022

    • Author(s)
      白須公二郎,小林光,伊藤健允,楊子揚,小林大,川勝英樹
    • Organizer
      日本建築学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 導電性高分子ポリマーを用いた交流による 通電再生型デシカント空調システムに関する研究2021

    • Author(s)
      伊藤健允,小林光,白須公二郎,金井文彦,川勝英樹,小林大
    • Organizer
      日本建築学会東北支部研究報告会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Energization Regeneration Desiccant Air-conditioning System Using a Conductive Polymer for Humidity Control2021

    • Author(s)
      Hikaru Kobayashi, Kentaro Matsuda, Kojiro Shirasu, Go Igarashi
    • Organizer
      IAQ 2020: Indoor Environmental Quality Performance Approaches
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Optimization of the energization-regeneration desiccant air-conditioning system using a conductive polymer2020

    • Author(s)
      Hikaru Kobayashi, Kentaro Matsuda, Kojiro Shirasu
    • Organizer
      The 16th Conference of the International Society of Indoor Air Quality & Climate
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ポリマーの成分組成に由来する吸脱着特性分析 その1 :除湿エレメントの最適化及び除湿性能評価2020

    • Author(s)
      白須公二郎、小林光、松田健太郎
    • Organizer
      日本建築学会学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ポリマーの成分組成に由来する吸脱着特性分析 その2 :導電性ポリマーを用いた通電再生型デシカント空調に関する研究2020

    • Author(s)
      松田健太郎、白須公二郎、 小林光、五十嵐豪
    • Organizer
      日本建築学会学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 導電性高分子ポリマーを用いた通電再生型デシカント空調における 除湿エレメントの除湿性能と平衡状態における吸着挙動に関する研究2020

    • Author(s)
      白須公二郎、小林光
    • Organizer
      日本建築学会東北支部研究報告会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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