2019 Fiscal Year Annual Research Report

Development of an energization-regeneration desiccant air conditioning system using a conductive polymer as new moisture absorbing material

Research Project

Project/Area Number	19H02294
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	小林光東北大学, 工学研究科, 准教授 (90709734)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	川勝英樹東京大学, 生産技術研究所, 教授 (30224728) 小林大東京大学, 生産技術研究所, 助教 (30312036) 高木理恵東北工業大学, ライフデザイン学部, 准教授 (30466536) 大風翼東京工業大学, 環境・社会理工学院, 准教授 (40709739)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords	デシカント空調 / 導電性ポリマー / 通電再生
Outline of Annual Research Achievements	初年度となる今季は、以下の３課題（課題１：吸・脱着性能の優れたデシカントロータの開発，課題２：通電再生による最適再生方法の開発，課題３：実験及び数値解析によるロータ形状検討）に着手した。課題１について、デシカントロータ表面積の増大の可能性を参加研究者間で検討するとともに、ハニカムコアを基材として真空含侵による導電性ポリマーの添着を行う方法を検討した。その結果、従来に比べて品質の安定した試験体製作に成功し、試験片による吸着等温線測定なども可能になった。表面積の増大に関して導電性ポリマーへの添加剤の導入等を中心に継続検討を予定する。課題２について、誘導加熱による電力の印加を試行したものの有意な結果が得られなかった。誘電加熱は有効であることが確認された。第二年度以降誘電加熱を中心に検討を推進する。また、今期は試験体に電極を付けた直接通電加熱についても検討した。直接通電では電極と試験体間の電気的接触の確保が難しく、試行錯誤により一定の通電が可能な試験体を製作して通電実験を実施した。初年度の通電再生実験では、過去の一連の研究に比べて高い性能を得ることに成功した。また、通電に関する検討と並行して二年度以降に必要となる湿度のリアルタイム計測法の検討に着手した。課題３について、初年度は数値計算に用いるパラメータを取得することを意図して、吸着等温線測定により、多くのデータを得た。吸着等温線測定では、導電性ポリマーの成分組成比を変更した試験体を多数製作し、除湿・再生に対するその差異を測定から明らかにすることを試みた。導電性ポリマーの調合の違いでデシカント材としての性能に差があることは既に分っているが、今回の測定から水蒸気吸着等温線にはほとんど差異がなく、吸着速度などに差がみられることが明らかになった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 前記の課題２にて、非接触給電による再生について検討を進めることを計画していたものの、初期的な検討が思わしくなかったことで十分に推進できなかった。当初意図した方法以外の方法も含めた検討を積極的に進める必要がある。また、給電方法の進捗は思わしくなかったことで試験体の含湿状況による電気的特性の測定等に十分な進展が得られなかったことから自己評価は「やや遅れている」とした。その一方で、それ以外の課題については一定の成果が得られており、全体の進捗には問題がないものと判断している。
Strategy for Future Research Activity	現時点において、基本的に計画変更などはない。以下に、主に第二年度を意図した方針を示す。第二年度には前述の３課題を推進するとともに、第４の課題として、試験機による性能確認実験，数値解析による運転法の検討に着手する。課題１について、ポリマーのコルゲート基材への添着量の増大及び表面積の増大を意図して、ポリマーに混入させる添加剤を中心に検討を進める。課題２について、誘電加熱による方法を中心に非接触式給電のための実験装置の検討を進める。また、試験体の含水率と電気抵抗その他の関係などの電気的特性データを得ることを目指す。初年度に直接給電については一定の知見が得られており、非接触の可否に拘わらず電気的特性の測定は実施できると考える。課題３について、CFDを用いた解析のためのデータ整理及びCFDへのモデル組み込み検討を進める。具体的な形状検討は以降の年度に実施を予定する。課題4について、実験を可能とするために、試験機（試験システム）の計画を進める。