2019 Fiscal Year Research-status Report

地下水熱源CO2ヒートポンプによるハウス加温システム開発に向けた基礎的研究

Research Project

Project/Area Number	18K05895
Research Institution	Hirosaki University
Principal Investigator	森谷慈宙弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (30539870)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	石山新太郎弘前大学, 理工学研究科, 教授 (60355021)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords	COP / 推定精度 / 係数変化
Outline of Annual Research Achievements	本研究の目的は、温水循環によるハウス内の加温法を念頭に、地下水熱源CO2ヒートポンプ開発のための基礎的研究を行っていく。空気熱源ヒートポンプでは、冬季において蒸発器周りの空気温度の低下やフロストが付着して、暖房能力やCOPの低下が見られる。地下水熱源では、水温が外気よりも暖かく安定しているため、蒸発器温度が上昇して能力が向上する。HP稼働の効率性は、熱源および利用側温度によって影響され、COPといった指標で考えられる。2019年度では圧縮機の効率を除いた、冷媒COPの推定について検討を行った。推定式は、2018年度と同様の方法を採用し、熱源と利用温度を変数とした14個の係数を用いた。これら係数は、実験結果を基にして得られており、文献毎に異なる値を示している。また、有効数字10桁におよぶ場合もあり、農業利用においてどこまで厳密な値を採用したらいいのかといった知見が少ない。そのため、今回は係数の変化に対するCOPの精度について考察を行った。係数を-10％から10％一律に変化させた結果、+2%を超えるとCOPの絶対誤差が1.0を上回ったが、マイナスに変化させた場合は-10％においても絶対誤差が0.79と少ない値を示した。どこまでの誤差を許容するかは別途考えていく必要があるが、±0.2%内であれば誤差が0.1以下に収まった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 農業利用に適したCOP推定について確認できた。
Strategy for Future Research Activity	COPの計算について、ヘルムホルツ自由エネルギーを表現する状態式によって求めていくつもりである。
Causes of Carryover	年度末に海外出張などの旅費とヒートポンプの装置改良を見込んでいたが、コロナウイルスの影響で業者とのやり取りが制限されるなど、キャンセルになった。この旅費と装置改良については2020年度に使用するつもりである。