エネルギー循環利用を考慮した冷暖房のための中・長期蓄熱システムに関する研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05452258
• Research Institution: HOKKAIDO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 落藤 澄 北海道大学, 工学部, 教授 (50001152)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐々木 博明 北海学園大学, 工学部, 教授 (60128816) ; 持田 徹 北海道大学, 工学部, 教授 (40002050) ; 横山 真太郎 北海道大学, 工学部, 助教授 (90002279) ; 長野 克則 北海道大学, 工学部, 助教授 (80208032)
• Keywords: 土壌蓄熱 / 長期蓄熱 / エネルギー循環利用 / 土壌熱源ヒートポンプ / 自然冷房

Research Abstract

研究は3年目をむかえ、まとめの段階に入った。実験は本年度も引き続き行い、土壌蓄熱の効果について検討を行った。垂直U字管による冬期のヒートポンプ暖房に関する実験と夏期のブライン循環冷房の実験が中心の課題である。実験結果については年間サイクルのエネルギー循環利用を前提とする冬期の土壌熱源ヒートポンプによる実大規模の暖房実験結果と夏期においては長期的に冷熱貯蔵した土壌内のコイルにブラインを循環させた循環自然冷房に関する実験結果から、土壌蓄熱の有効性と省エネルギー性を明らかにすることができた。
さらに、本年度は水平埋設管によるヒートポンプ暖房実験を併せて行い、中・長期蓄熱としての省エネルギー性を検討した。シミュレーション解析については土壌の伝熱機構を表わす数式モデルを作成し、数値計算を行った。計算結果は実験結果と必ずしも一致しなかったが、その特性の傾向は同じであった。
さらに、数値シミュレーション法は単管には適用できてもいろいろな配列の複数管に対しては殆ど適用不可能であることから、線源理論を用いた伝熱解析を行った。すなわち、複数管を線源に置き換えて重ね合わせの原理を用いて、土と埋設管の伝熱現象を解明しようとするものである。今回の解析によって一般性のある実用的な解法が提案できたと考えている。

Research Products

• [Publications] 長野克則: "土壌熱源ヒートポンプシステムに関する研究 第3報 水平埋設管による土壌採熱実験" 空気調和・衛生工学会論文集. 58. 1-11 (1995)
• [Publications] 落藤 澄: "線源理論を用いた垂直埋設管の平均表面温度の推定" 空気調和・衛生工学会論文集. 59. 143-151 (1995)
• [Publications] 長野克則: "土壌熱源ヒートポンプシステムに関する研究 第4報 数値解析による水平型埋設管の設計条件、および熱源としての長期的利用可能性の検討" 空気調和・衛生工学会論文集. 60. 39-49 (1996)
• [Publications] 長野克則: "垂直埋設管を用いた季節間土壌蓄熱に関する研究 第3報 夏季冷房実験および管壁温度・土壌温度の年間変動" 空気調和・衛生工学会学術講演会講演論文集. 95. 973-976 (1995)
• [Publications] 長野克則: "垂直埋設管を用いた季節間土壌蓄熱に関する研究 第4報 鋼管井戸型を対象とした一年目実験結果の解析" 空気調和・衛生工学会学術講演会講演論文集. 95. 977-980 (1995)