Performance Prediction and Optimization of a CO2Heat Pump Water HeatingSystem by an ARX Time Series Analysis Model

• Project/Area Number: 22560838
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Energy engineering
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: YOKOYAMA Ryohei 大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70158385)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): WAKUI Tetsuya 大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (40339750)
• Project Period (FY): 2010 – 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2012: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2011: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2010: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: ヒートポンプ / 冷媒 / 二酸化炭素 / 給湯 / 貯湯 / システム性能 / 予測 / 最適化 / 数値シミュレーション

Research Abstract

An operation problem has been investigated on a residential CO2heat pump water heating system as a novel technology with high efficiency and low environmental impact. Methods of predicting daily changes in system performance values and optimizing heat pump operating conditions have been developed so that they can apply to the on-line operation. The validity and effectiveness of the developed methods have been shown through the comparison between the system performance values predicted by the methods and calculated by a numerical simulation.

Research Products

• [Journal Article] Performance Estimation and Optimal Operation of a CO2Heat Pump Water Heating System (2013)
  • Author(s): R. Yokoyama, R. Kato, T. Wakui and K. Takemura
  • Journal Title: International Journal of Thermodynamics Volume: 16 Pages: 62-72
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Performance Estimation and Optimal Operation of a CO2 Heat Pump Water Heating System (2013)
  • Author(s): R. Yokoyama, R. Kato, T. Wakui and K. Takemura
  • Journal Title: International Journal of Thermodynamics Volume: 16 Pages: 62-72
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Performance Estimation and Optimal Operation of a CO2Heat Pump Water Heating System (2012)
  • Author(s): R. Yokoyama, R. Kato, T. Wakui and K. Takemura
  • Journal Title: Simulation and Environmental Impact of Energy Systems (ECOS 2012)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] CO2ヒートポンプ給湯システムにおける性能日変化の推定 (運転条件決定への適用) (2012)
  • Author(s): 横山良平 ・河野泰大 ・ 涌井徹也 ・竹村和久
  • Journal Title: 日本冷凍空調学会論文集 Volume: 29 Pages: 31-42
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Performance Estimation and Optimal Operation of a CO2 Heat Pump Water Heating System (2012)
  • Author(s): R. Yokoyama, R. Kato, T. Wakui and K. Takemura
  • Journal Title: Proceedings of the 25th International Conference on Efficiency, Cost, Optimization, Simulation and Environmental Impact of Energy Systems Volume: なし
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] CO_2ヒートポンプ給湯システムにおける性能日変化の推定(運転条件決定への適用) (2012)
  • Author(s): 横山良平, 河野泰大, 涌井徹也, 竹村和久
  • Journal Title: 日本冷凍空調学会論文集 Volume: 29 Pages: 31-42
  • NAID: 10030574146
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] CO2ヒートポンプ給湯システムにおける性能日変化の推定 (一定環境および運転条件下における推定) (2011)
  • Author(s): 横山良平 ・河野泰大 ・ 涌井徹也 ・竹村和久
  • Journal Title: 日本冷凍空調学会論文集 Volume: 28 Pages: 181-191
  • NAID: 130004566233
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] CO_2ヒートポンプ給湯システムにおける性能日変化の推定(一定環境および運転条件下における推定) (2011)
  • Author(s): 横山良平, 河野泰大, 涌井徹也, 竹村和久
  • Journal Title: 日本冷凍空調学会論文集 Volume: 28 Pages: 181-191
  • NAID: 10029770433
  • Peer Reviewed
• [Presentation] CO2ヒートポンプ給湯システムにおける運転条件のロバスト最適化 (実測給湯需要量を用いた検討) (2013)
  • Author(s): 横山良平 ・加藤良介 ・ 涌井徹也 ・竹村和久
  • Organizer: 第32回エネルギー・資源学会研究発表会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2013-06-07
• [Presentation] CO2ヒートポンプ給湯システムにおける運転条件のロバスト最適化 (環境条件の影響分析) (2013)
  • Author(s): 加藤良介 ・横山良平 ・ 涌井徹也 ・竹村和久
  • Organizer: 日本機械学会関西支部第88期定時総会講演会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2013-03-17
• [Presentation] CO2ヒートポンプ給湯システムにおける運転条件の最適化 (ミニマックス機会損失基準によるロバスト最適化) (2013)
  • Author(s): 加藤良介 ・横山良平 ・ 涌井徹也 ・竹村和久
  • Organizer: エネルギー・資源学会第29回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2013-01-30
• [Presentation] CO2ヒートポンプ給湯システムにおける運転条件のロバスト最適化 (環境条件の影響分析) (2013)
  • Author(s): 加藤良介・横山良平・涌井徹也・竹村和久
  • Organizer: 日本機械学会関西支部第88期定時総会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] CO2ヒートポンプ給湯システムにおける性能日変化の推定 (冬期における推定) (2012)
  • Author(s): 横山良平 ・加藤良介 ・ 涌井徹也 ・竹村和久
  • Organizer: 2012年度日本冷凍空調学会年次大会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2012-09-14
• [Presentation] CO2ヒートポンプ給湯システムにおける運転条件の最適化 (実測給湯需要量を用いた検討) (2012)
  • Author(s): 横山良平 ・大條祐平 ・ 涌井徹也 ・竹村和久
  • Organizer: 第31回エネルギー・資源学会研究発表会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2012-06-06
• [Presentation] CO2ヒートポンプ給湯システムにおける運転条件の最適化 (給湯需要量の不確定条件下における検討) (2012)
  • Author(s): 横山良平 ・大條祐平 ・ 涌井徹也 ・竹村和久
  • Organizer: エネルギー・資源学会第28回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2012-01-31
• [Presentation] CO2ヒートポンプ給湯システムにおける性能日変化の推定 (夏期における推定), エネルギー (2012)
  • Author(s): 加藤良介 ・横山良平 ・ 涌井徹也 ・竹村和久
  • Organizer: エネルギー・資源学会第28回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス
  • Place of Presentation: 東京.
  • Year and Date: 2012-01-31
• [Presentation] CO_2ヒートポンプ給湯システムにおける性能日変化の推定(夏期における推定) (2012)
  • Author(s): 加藤良介, 横山良平, 涌井徹也, 竹村和久
  • Organizer: エネルギー・資源学会第28回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] CO_2ヒートポンプ給湯システムにおける運転条件の最適化(給湯需要量の不確定条件下における検討) (2012)
  • Author(s): 横山良平, 大條祐平, 涌井徹也, 竹村和久
  • Organizer: エネルギー・資源学会第28回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] CO2ヒートポンプ給湯システムにおける運転条件の最適化 (給湯需要量の確定条件下における検討) (2011)
  • Author(s): 横山良平 ・加藤良介 ・ 涌井徹也 ・竹村和久
  • Organizer: 日本機械学会熱工学コンファレンス2011
  • Place of Presentation: 浜松.
  • Year and Date: 2011-10-30
• [Presentation] CO2ヒートポンプ給湯システムにおける性能日変化の推定 (ヒートポンプの運転条件最適化の検討) (2011)
  • Author(s): 横山良平 ・河野泰大 ・ 涌井徹也 ・竹村和久
  • Organizer: 第30回エネルギー・資源学会研究発表会
  • Place of Presentation: 東京.
  • Year and Date: 2011-06-03
• [Presentation] CO2ヒートポンプ給湯システムにおける性能日変化の推定, (ヒートポンプ運転条件決定の拡張) (2011)
  • Author(s): 河野泰大 ・横山良平 ・ 涌井徹也 ・竹村和久
  • Organizer: 日本機械学会関西支部第86期定時総会講演会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2011-03-20
• [Presentation] CO2ヒートポンプ給湯システムにおける性能日変化の推定 (ヒートポンプ運転条件決定への適用) (2011)
  • Author(s): 河野泰大 ・横山良平 ・ 涌井徹也 ・竹村和久
  • Organizer: エネルギー・資源学会第27回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2011-01-26
• [Presentation] CO_2ヒートポンプ給湯システムにおける性能日変化の推定(ヒートポンプの運転条件最適化の検討) (2011)
  • Author(s): 横山良平, 河野泰大, 涌井徹也, 竹村和久
  • Organizer: 第30回エネルギー・資源学会研究発表会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] CO_2ヒートポンプ給湯システムにおける運転条件の最適化(給湯需要量の確定条件下における検討) (2011)
  • Author(s): 横山良平, 加藤良介, 涌井徹也, 竹村和久
  • Organizer: 日本機械学会熱工学コンファレンス2011
  • Place of Presentation: 浜松
• [Presentation] CO_2ヒートポンプ給湯システムにおける性能日変化の推定(ヒートポンプ運転条件決定への適用) (2011)
  • Author(s): 河野泰大, 横山良平, 涌井徹也, 竹村和久
  • Organizer: 第27回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] CO_2ヒートポンプ給湯システムにおける性能日変化の推定(ヒートポンプ運転条件決定の拡張) (2011)
  • Author(s): 河野泰大, 横山良平, 涌井徹也, 竹村和久
  • Organizer: 日本機械学会関西支部第86期定時総会講演会
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] CO2ヒートポンプ給湯システムにおける性能日変化の推定 (COPおよび貯湯槽効率日変化の推定) (2010)
  • Author(s): 横山良平 ・河野泰大 ・ 涌井徹也 ・竹村和久
  • Organizer: 2010年度日本冷凍空調学会年次大会
  • Place of Presentation: 金沢
  • Year and Date: 2010-09-18
• [Presentation] CO2ヒートポンプ給湯システムにおける性能日変化の推定 (ニューラルネットワークによる貯湯および残湯量日変化の推定) (2010)
  • Author(s): 河野泰大 ・横山良平 ・ 涌井徹也 ・竹村和久
  • Organizer: 第29回エネルギー・資源学会研究発表会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2010-06-17
• [Presentation] CO_2ヒートポンプ給湯システムにおける性能日変化の推定(ニューラルネットワークによる貯湯および残湯量日変化の推定) (2010)
  • Author(s): 河野泰大, 横山良平, 涌井徹也, 竹村和久
  • Organizer: 第29回エネルギー・資源学会研究発表会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] CO_2ヒートポンプ給湯システムにおける性能日変化の推定(COPおよび貯湯槽効率日変化の推定) (2010)
  • Author(s): 横山良平, 河野泰大, 涌井徹也, 竹村和久
  • Organizer: 2010年度日本冷凍空調学会年次大会
  • Place of Presentation: 金沢
• [Remarks] 河野泰大,エネルギー・資源学会第15回茅奨励賞 受賞 (2011.6.2,学会発表(13))
  • URL: http://www.me.osakafu-u.ac.jp/esalab/
• [Remarks]
  • URL: http://www.me.osakafu-u.ac.jp/esalab/Home/Main/Main.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.me.osakafu-u.ac.jp/esalab/Home/Main/Main.html