2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of absorption refrigeration cycle with separable ionic liquids utilizing low grade heat sources
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16H04643
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
秋澤 淳 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10272634)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大野 弘幸 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 学長 (00176968)
中山 政行 東京農工大学, その他の研究科, 特任助教 (30772868)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | イオン液体 / 吸収冷凍サイクル / 逆浸透膜 / 疎水性多孔質膜 / 低温熱源 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は60℃程度で水と分離する性質を持つイオン液体を用いて，低温熱源を利用して冷熱を発生する吸収冷凍サイクルを実現することを目標としている．提案するサイクルの動作は次の通りである．蒸発器で蒸発した水は吸収器において塩化カルシウム水溶液に吸収される．ポンプで加圧されることにより吸収溶液中の水が逆浸透膜を通過し，吸収溶液は濃縮され，吸収器に戻る．通過した水は分離性イオン液体水溶液に取り込まれる．イオン液体水溶液を60℃程度の熱源で加熱し，水とイオン液体を分離させる．濃縮されたイオン液体は逆浸透膜に還流する．分離した水は蒸発器に移動し，再びサイクルを循環する．
H30年度は前年度に開発したサイクルシミュレーション手法を用いて，サイクル性能を予測した．圧力差から動力回収を加えることにより，加えたポンプ動力の1/4が回収できる．提案サイクルには吸収溶液の流量とイオン液体水溶液の流量の2つの自由度がある．前者を固定し後者の流量を変化させた感度分析を行った結果，冷凍能力を最大化する最適なイオン液体水溶液流量があることを見出した．また，最大となる冷凍能力は半透膜面積を増やすに連れて増加する傾向を示す．条件によりCOP=1程度が得られることが示された．
高圧の加圧を回避するために，H30年度はさらに，逆浸透膜ではなく疎水性多孔質膜を用いるサイクルをモデル化した．疎水性多孔質膜を介して吸収溶液からイオン液体水溶液に水を移行させる．本方式において冷凍サイクルが成立することが示唆された．また，温度による蒸気圧差によって膜を移動する水蒸気のフラックスを実験的に確認した．以上により，イオン液体水溶液を応用した新たな低温熱駆動吸収冷凍サイクルが成立する可能性を示した．
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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