2019 Fiscal Year Research-status Report
Study for the vapor-liquid critical point of ternary mixture composed of next generation refrigerants
| Project/Area Number |
18K03982
|
|---|
| Research Institution | Kyushu University |
|---|
Principal Investigator |
東 之弘 九州大学, カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所, 教授 (90183095)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 熱物性測定 / ３成分系混合冷媒 / 気液臨界点 / 臨界定数 / 相関式 / 推算式 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
冷凍機やエアコンで使用されてきた特定フロン物質（CFC冷媒及びHCFC冷媒)は、オゾン層破壊や地球温暖化への影響が大きいために、世界的な規制が行われ、代替フロン物質(HFC 冷媒)への移行が順調に進んできた。しかし、パリ協定に関わるキガリ改定により代替フロン物質も規制対象となり、さらに新冷媒の探索が急務となっている。
その状況下で、地球温暖化に影響の少ないオレフィン系冷媒（HFO冷媒)が注目され、中でも将来的には、３成分系混合冷媒の活用が中心となると現時点から注目されているが、これら混合冷媒の正確な熱物性値情報がほとんど解明されていないという課題が存在している。
本研究は、新しい３成分系混合冷媒の熱物性を解明するため、特に重要となる気液臨界点に関する研究を行う。令和元年度は、昨年度に引き続き、６月及び１月開催のアメリカ暖房冷凍空調学会の年次大会・総会（アメリカ）、６月開催の環境工学国際ワークショップ（沖縄）、８月開催の国際冷凍会議（カナダ）、９月開催の日本冷凍空調学会年次大会（東京）、１０月開催の日本熱物性シンポジウム（長崎）に出席し、混合冷媒全般の熱物性に関する成果発表・最新情報調査を行った。
実験面では、昨年度のR1234yf + R32 + CO2混合冷媒に引き続いて、新たにR1234yf + R32 + Propane、R1234yf + R32 + R1123の３成分系混合冷媒の臨界点近傍における飽和蒸気密度及び飽和液密度の測定を行い、臨界定数を実験から決定した。また、これらの実測値を用いて、状態式や相関式、推算式との比較を行い、新たな予測式が必要であることが判明した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
国内外の学会・シンポジウムに積極的に参加し、得られた成果を報告するとともに、本研究分野の世界的な動向及び進捗状況を調査し、地球温暖化係数が低いオレフィン系冷媒であるHFO冷媒を成分物質とする混合冷媒に関する熱物性研究が、３成分系混合冷媒に限らず、その基盤とも言える２成分系混合冷媒でさえ発信情報量が少ないことを確認し、改めて本研究の必要性を認識した。
この状況下で令和元年度は、前年度の３成分系混合冷媒R1234yf+R32+二酸化炭素系混合冷媒の測定に引き続き、（１）２成分系混合冷媒R1234yf+R32系にプロパンを混合した３成分系混合冷媒R1234yf+R32+プロパン系であるR465A (71.1%R1234yf+21.0%R32+7.9%プロパン)、及び（２）R1234yf+R32混合系に新たに新規 HFO冷媒であるR1123を混合したR1234yf+R32+R1123系混合冷媒２種類 (19.3%R1234yf + 21.2% R32 +59.5% R1123及び38.5%R1234yf + 21.2% R32 + 40.3% R1123)について、気液臨界点の高精度測定を行った。３成分系混合冷媒の臨界点を実験的に決定している報告は、いまだ存在しておらず、そのため、臨界軌跡の推算式の評価さえも行えない実状であり、学術的にも貴重なデータが収集できていると考えられる。昨年度は、１年目であり、１組の３成分系混合冷媒の測定しか行えなかったが、本年度は、２種類の混合冷媒について、合計３組成に関する実験データを蓄積できたことになり、研究が当初の計画以上に進行していると評価できる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
実験データの蓄積を優先しておこない、この点では申請書の実施計画以上に進行できているので、最終年度の令和２年度は、実験も継続して行うと同時に、過去から蓄積してきた３成分系及び２成分系混合冷媒の気液臨界点の実測値を十分に活用して、３成分系混合冷媒に適用できる気液臨界点の高精度な推算法を確立し、可能な範囲で未知な混合系への展開へと発展させていく予定である。
|
| Causes of Carryover |
実験に使用する高精度圧力センサの購入を予定していたが、為替の変動と、納期の関係で予算内での購入ができなくなり、令和２年度予算と合わせて、年度早々に購入する様に計画を変更した。令和２年度早期に発注して、早い時期の納品を予定している。
|
| Remarks |
２０１６年４月に設立された、九州大学カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所内にある、次世代冷媒の熱物性計測及び評価に特化した研究センター
|
