超COP10熱・マイクロ波併用吸着ヒートポンプの開発

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16656242
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 渡辺 藤雄 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (70109312)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小林 敬幸 名古屋大学, エコトピア科学研究機構, 助教授 (90242883) ; 出口 清一 名古屋大学, 工学研究科・エネルギー理工学専攻, 講師 (50283411) ; 窪田 光弘 名古屋大学, 工学研究科・エネルギー理工学専攻, 助手 (60345931)
• Keywords: 吸着ヒートポンプ / デシカント空調 / マイクロ波 / ゼオライト / 水蒸気 / 脱着速度

Research Abstract

水蒸気系オープン式吸着ヒートポンプのコンパクト・高性能化を目的とし、マイクロ波照射型の超COP10熱・マイクロ波併用吸着ヒートポンプを提案し、本年度は本形式の吸着ヒートポンプ用吸着材モジュールの合理的設計基準を確立するために、まず、(1)本ヒートポンプ用としての吸着材の選定を行った。ついで、(2)選択された吸着材を用いてマイクロ波による脱着挙動の把握を行った。
(1)水蒸気系オープン式吸着ヒートポンプ用吸着材の選定
水蒸気吸着性能を有するとされるシリカゲル、ゼオライト、活性炭、アロフェン、機能性ゼオライト(FAM)を対象とし、その水蒸気吸着等温線の測定を行った結果に基づいて水蒸気系オープン式吸着ヒートポンプ用としての吸着平衡論的性能評価を行った。その結果、ゼオライトがより低湿度の水蒸気の大容量吸着性を示すことを明らかにし、このゼオライトを以下の検討材料として選定した。
(2)水蒸気の脱着挙動の把握
マイクロ波照射型の試作ゼオライト単粒子装填流通式吸着器による水蒸気脱着挙動を実験的に検討した。具体的には、ゼオライトには市販の13X型(粒径500μm)を使用し、種々の初期温度、流通ガス流量条件下でマイクロ波照射の有無による水蒸気脱着実験を行い、その挙動の相異を実験的に把握するとともに、脱着速度を指標とするマイクロ波照射効果を検討した。その結果、マイクロ波非照射の脱着では脱着開始後に吸着材は急激に温度降下しその後初期温度に回復する。一方、マイクロ波照射下でも脱着開始後の急激な温度降下を示すが、この降下は非照射に比べて小さく、さらにその後マイクロ波照射中の吸着材温度は初期温度以上に上昇し、マイクロ波照射を停止すると速やかに初期温度に回復することが確認された。また、マイクロ波照射における水蒸気の脱着速度は非照射に比べて1.5〜2倍程度増大することが分かった。