2006 Fiscal Year Annual Research Report
太陽熱を利用した24時間自然換気装置としてのソーラーチムニーに関する研究
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17656183
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
相良 和伸 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (30109285)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山中 俊夫 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教授 (80182575)
甲谷 寿史 大阪大学, 大学院工学研究科, 講師 (20243173)
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| Keywords | 自然換気 / 太陽熱 / ソーラーチムニー / PCM |
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| Research Abstract |
本研究は、太陽熱を利用した自然換気装置であるソーラーチムニーにおいて、特に、飛躍的に大きい蓄熱容量を有する材料として注目されている潜熱蓄熱材料(PCM)を活用することにより、日射がない夜間の自然換気も可能となる24時間自然換気装置の開発を目的としたものであり、コンパクトで一定温度の出力が可能であるというPCMならではの特徴を活かした研究である。これまでに、蓄熱材が無い条件でのソーラーチムニー内部の空気流動特性と伝熱特性の把握、伝熱モデルの構築と共に、限られた条件ながらも気象データを用いたシミュレーションを実施してきた。それらの成果を踏まえ、初年度は、PCMを蓄熱材として用いる場合の基本的な伝熱特性把握に関する実験的研究を中心とした研究を行ったが、2年目の平成18年度は、PCMを組み込んだソーラーチムニーの実大規模の実験的研究および換気量予測シミュレーションに関する以下の研究を実施した。シミュレーションモデルについては、ソーラーチムニーに組み込まれたPCMのエンタルピー法による伝熱モデルを構築すると共に、チムニー内部の空気流通部分の境界層発達モデルによる自然換気量計算モデルを作成した。また、PCMを組み込んだソーラーチムニーの実用規模の屋外実験を実施することにより、実際の太陽熱日射を受けた場合の自然換気量の測定を行い、作成したモデルの検証を行った。そして、作成した伝熱モデルと自然換気量計算モデルを組み込んだシステムシミュレーションを、拡張アメダスデータを用いることによって冬期の気象条件の下で実施し、自然換気装置としてのソーラーチムニーの24時間換気性能の有効性に関する検証を行うと共に、ソーラーチムニーの最適設計のためにPCM厚さやチムニー形状の換気性能に対する影響の検討を行った。
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