2020 Fiscal Year Research-status Report
金属被覆収着剤粒子等の複合材料における新たな熱物質移動特性の解明と空調への展開
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19K04218
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
堀部 明彦 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (50229241)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | デシカント空調 / 水蒸気収着 / 複合粒子 / 熱物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，高分子有機系収着剤に機能性を付加した金属被覆収着剤粒子などの新材料の熱 物質移動特性を解明し，その特性を有効利用した革新的な水蒸気・脱着（デシカント）空調 システムを開発することを目的としている．デシカント空調システムの進展には，材料と機 構両面からの革新的な発展が望まれており，本研究では，従来のシリカゲルなどの無機吸着 剤と比較して優れた特性を有している高性能な高分子材料に新たな機能を付加するために， 材料粒子に金属被覆やコア物質などを加えて複合材料とすることにより，これまでにない熱 物質移動の飛躍的改善を図り，粒子層型の新規高効率空調システムの構築を図るものである．昨年度は，粒子層にて，複合収着剤粒子の特性を考慮した水蒸気の出し入れ（乾燥と水蒸気収着）を行うために，平衡収着量や収着速度，および粒子層内の熱の移動に作用する熱伝導率など様々な因子を把握した．
2020年度は，収着剤粒子を充填して下部より空気を流入し，収着剤の収着と脱着（乾燥）による空気の除湿サイクルをバッチ式にて行うための装置検討および実験装置の作製を行った．実験装置は大別して空気制御部および試験部から構成した．試験部に収着剤複合粒子を充填し，空気入出口に温湿度測定用の熱電対と露点計を設置した．
関連する条件を変化させた際の基本的特性を把握するために，実験因子として，空気流速，温度，湿度，および粒子量を変化させ，熱と水蒸気の移動量を検討した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2020年度は，これまでの収着材粒子の熱物性の測定結果をもとに，空気が流動している場合の基本的熱物質移動特性を把握するために，実験因子として，空気流速，温度，湿度，および粒子量を変化させ，熱と水蒸気の移動量を検討している．
新型コロナウィルス対策として，実験ができない期間があったが，ほぼ順調に研究が進展していると考えられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
システム全体性能の評価と実機の性能予測をするために，収着剤の収着と脱着（乾燥）による空気の除湿サイクルにおいて，粒子層の熱物質移動を整理し，基礎的熱物質移動モデルと合わせて，実機を想定した運転モードの性能を予測する．
全体として熱物質移動に関する知見をまとめる．
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの影響によって発表予定であった学会が中止やオンライン開催になったこと，前年度に購入した材料により実験装置を作製したこと，新型コロナウィルス対策として実験ができない期間があったことなどにより、研究期間全体の活性化を考え，残金を生じさせたが、次年度の研究に必要な実験装置の作製などに有効に用いることにより、より本研究を発展させたい．
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