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Study of an ejector refrigeration cycle with low environmental load refrigerants, driven by solar heat and low-temperature waste heat

Research Project

Project/Area Number 21K14573
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 31020:Earth resource engineering, Energy sciences-related
Research InstitutionTokyo University of Marine Science and Technology

Principal Investigator

Kuniyoshi Nao  東京海洋大学, 学術研究院, 助教 (00781577)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywordsエジェクタ冷凍機 / 熱利用 / R1224yd(Z) / R1336mzz(Z) / 数値シミュレーション / 多孔壁キャビティ / エジェクタ冷凍サイクル / 低温熱源利用 / 低環境負荷冷媒
Outline of Research at the Start

世界的な冷房需要の増加により電力需要の増加が予想されている.熱駆動型冷凍機により太陽熱や廃熱を利用して増加する冷房需要を賄うことは,電力消費の抑制やエネルギーの有効利用となり,SDGsの達成に貢献する.太陽熱や廃熱利用では60℃程度の低温熱源利用の拡大が重要であるため,熱駆動型冷凍機でも低温熱源駆動が可能なエジェクタ冷凍機に着目した.作動流体として低環境負荷冷媒であるR1336mzz(Z)およびR1224yd(Z)用いた場合の性能を明らかにする.また,低温熱源利用時の凝縮温度の低下が問題となることから,多孔壁キャビティをエジェクタに適用することによりその改善を図る.

Outline of Final Research Achievements

This study experimentally investigated the performance difference between an ejector refrigeration cycle with R1224yd(Z) and R1336mzz(Z). The same ejector was used in the experiments with R1224yd(Z) and R1336mzz(Z). As a result, it is confirmed that COPT, cooling capacity divided by heat input, for R1224yd(Z) is larger than that for R1336mzz(Z). On the other hand, it was clear that the critical condensing temperature for R1336mzz(Z) is higher than that for R1224yd(Z). In addition, the effect of combining a porous cavity with an ejector on the critical condensing temperature was numerically investigated. As a result, it was confirmed that the possibility of improving the critical condensing temperature.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

60 ℃程度の低温熱源を利用した熱駆動型冷凍機による冷房供給ができれば,冷房による消費電力の削減が期待できる.そこで,本研究では熱駆動型冷凍機の1つであるエジェクタ冷凍機に着目した.本研究では,低環境負荷冷媒であるR1224yd(Z)およびR1336mzz(Z)を用いたエジェクタ冷凍機の実験による性能評価を行った.また,多孔壁キャビティとエジェクタを組み合わせた場合の効果について数値シミュレーションにより検証した.これらの結果はエジェクタ冷凍機の開発に貢献するものである.

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2024 2023 2022

All Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Presentation] エジェクタ冷凍サイクルにおけるエジェクタ内流動のモデル化に関する検討2024

    • Author(s)
      笹原滉大,伊藤瑶姫,國吉直,小嶋満夫,寺島康平,佐藤春樹
    • Organizer
      第57回空気調和・冷凍連合講演会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Experimental Assessment on the Performance Difference between R245fa and R1224yd(Z) as the Working Fluid of an Ejector Refrigeration Cycle2023

    • Author(s)
      Tamaki Ito, Nao Kuniyoshi, Mitsuo Kojima,Kohei Terashima, Haruki Sato
    • Organizer
      26th IIR International Congress of Refrigeration
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Current Results of Our Experimental Development of an Ejector Refrigeration System Using Environmentally Friendly Working Fluids2023

    • Author(s)
      Nao Kuniyoshi, Tamaki ITO, Kodai Sasahara, Mitsuo Kojima, Kohei Terashima, Haruki Sato
    • Organizer
      International Workshop on Environmental Engineering 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] R1336mzz(Z)を用いたエジェクタ冷凍サイクルの実験結果とその他の低圧冷媒を用いた場合の性能比較2023

    • Author(s)
      笹原滉大,伊藤瑶姫,國吉直,小嶋満夫,寺島康平,佐藤春樹
    • Organizer
      2023年度日本冷凍空調学会年次大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 環境に配慮した冷媒R1336mzz(Z) を用いたエジェクタ冷凍サイクルに関する性能試験2023

    • Author(s)
      笹原滉大,伊藤瑶姫,國吉直,小嶋満夫,寺島康平,佐藤春樹
    • Organizer
      第56回空気調和・冷凍連合講演会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] R1224yd(Z)を用いたエジェクタ冷凍サイクルのエクセルギーによる性能評価の検討2022

    • Author(s)
      國吉直,伊藤瑶姫,寺島康平,小嶋満夫,佐藤春樹
    • Organizer
      第32回環境工学総合シンポジウム2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 作動流体R245faあるいはR1224yd(Z)を用いた場合のエジェクタ冷凍サイクル性能の検討2022

    • Author(s)
      伊藤瑶姫,國吉直,寺島康平,小嶋満夫,佐藤春樹
    • Organizer
      2022年度日本冷凍空調学会年次大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 自然環境に優しい冷媒R1224yd(Z)によるエジェクタ冷凍サイクルの性能試験結果2022

    • Author(s)
      伊藤瑶姫,國吉直,寺島康平,小嶋満夫,佐藤春樹
    • Organizer
      第55回空気調和・冷凍連合講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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