超高速新型吸着剤モジュールを用いる冷熱製造吸着ヒートポンプの開発

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06558068
• Research Institution: NAGOYA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 架谷 昌信 名古屋大学, 工学部, 教授 (50021788)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 睦弘 富士シリシア(株), 主任研究員 ; 小林 敬幸 名古屋大学, 工学部, 助手 (90242883) ; 渡辺 藤雄 名古屋大学, 工学部, 助手 (70109312) ; 板谷 義紀 名古屋大学, 工学部, 助手 (50176278) ; 松田 仁樹 名古屋大学, 工学部, 助教授 (80115633)
• Keywords: 吸着ヒートポンプ / 熱交換モジュール / シリカゲル / スーパー活性炭 / 吸着特性 / 伝熱特性

Research Abstract

冷熱高速・高出熱吸着ヒートポンプの開発を目的とし、前年度に引き続き、シリカゲル/水、スーパー活性炭/アルコールの各吸着系を組み込んだ吸着ヒートポンプに関して、1)出熱量向上にターゲットをあてたシリカゲルの吸着性能およびシリカゲル充填吸着器の伝熱特性の改善、2)プレート形式のスーパー活性炭モジュールを装填した新型吸着器を提案・試作し、その冷熱出熱特性の検討、を行った。1)では、シリカゲルの製造法に関して、アルミ添加シリカゲル一次粒子成長抑制法を新たに導入し、本方法によって製造されたシリカゲルの水蒸気吸着の平衡特性および吸着速度特性を実験的に検討した。その結果、本法によって得られたシリカゲルはその粒子内細孔が小さくなり、水蒸気吸着等温線の立ち上がりが低相対圧側にシフトすること、その充填密度が増大し、熱伝導度が大きくなることを認め、本法の有効性が明らかにされた。2)では、前年度のスーパー活性炭平板/伝熱板一体構造型モジュールの高密度充填を達成するために、スーパー活性炭平板の片面に凸凹をもたせた突起付平板状活性炭を試作し、凸凹面を重ね合わせた凹部分を蒸気移動空間、他面を銅板に固定し、この部分を伝熱面とする新形状のスーパー活性炭/伝熱板一体型モジュールを装填した吸着器からなるアルコール吸着系ヒートポンプの冷熱出熱実験を行った。充填層型、前年度のモジュール型にくらべて、新形式モジュール使用の本結果は、吸着過程の吸着器側最大温度上昇幅の縮小、初期温度への回復時間の大幅短縮、高レベル冷熱の生成を示し、本形式のヒートポンプが超高速かつコンパクト型高性能冷熱製造機器として機能しうると考えられる。

Research Products

• [Publications] 伊藤、渡辺、架谷: "吸着ヒートポンプ用シリカゲルの吸着性能および直接熱交換モジュールによる伝熱改善の検討" 化学工学論文集. 22. 163-170 (1996)
• [Publications] 伊藤、渡辺、架谷: "直接熱交換モジュールを用いる吸着ヒートポンプの冷熱出熱特性" 化学工学論文集 掲載予定. 22. (1996)
• [Publications] 伊藤、渡辺、架谷: "多管式熱交換型の吸着器で構成される吸着ヒートポンプ操作の理論的検討" 化学工学論文集 掲載予定. 22. (1996)
• [Publications] 渡辺、小塚、伊藤、架谷: "スーパー活性炭/エタノール系充填層型吸着ヒートポンプにおける熱・物質移動に関する研究" 化学工学論文集 掲載予定. 22. (1996)