2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of a technology to create a heat sink/heat source in an agricultural house in summer/winter without electricity
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20K21353
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| Research Institution | Ishikawa Prefectural University |
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Principal Investigator |
百瀬 年彦 石川県立大学, 生物資源環境学部, 准教授 (40742515)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Keywords | ヒートパイプ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
夏期や冬期の農業ハウスは、過酷な温度環境となる。年間を通じて農業生産性を高めるためには、ランニングコストを抑えた冷却・加温技術が求められる。農業ハウスの直下には、未利用エネルギーである地中熱が存在する。この地中熱は、夏は冷熱源、冬は温熱源となり、これを地上に持ってくれば、ハウス冷房・暖房に利用できる。地表－地中間の熱交換を、いかにコストをかけずスムーズに行えるかが重要なポイントとなる。
本研究では、従来型ヒートパイプの弱点を克服した、土のヒートパイプ（特許第6598357号）を利用し、農業ハウス内に電力なしで冷熱源/温熱源を作り出せることを実証する。この目的達成のため、今年度は、初年度で製作したヒートパイプを大型化し実証試験を行った。
本研究で利用するヒートパイプは、土と作動液の混合物を金属パイプに充填し、減圧密閉したものである。初年度の成果を踏まえて、土には石川県農業試験場能登分場の赤黄色土を用い、作動液にはメタノールを用いた。乾燥させた赤黄色土を、銅パイプ（長さ2m, 3cm径）に充填して真空引きした後、飽和度５０％程度となるように脱気したメタノールを封入し、土のヒートパイプを製作した。実証試験は本学附属農場で行った。エンジン式杭打機と油圧式杭抜き機を用いて、下穴（長さ1.5m, 3㎝）をあけ、そこにヒートパイプを挿入し、小型ビニルハウスを設置して温度計測を行った。その結果、冬期の小型ビニルハウス内に温熱源が作り出せることが明らかとなった。
次年度も引き続き温度計測を行い、夏期に冷熱源が作り出せることを検証する。
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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
研究計画どおり、土と作動液の混合物を充填したヒートパイプを大型化させ、冬期の実証試験を行った。このヒートパイプの製作過程のなかで、地中熱を効果的に放熱するためのヒートパイプ形状を考案し、この形状は今後有用になると判断したため特許出願した。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画どおり、引き続き実証試験を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍の影響があり、予定していた研究協力者の雇用時間が大幅に減った。計測機器が耐用年数を超えていたため買い替える予定であったが、十分に機能しているため買い替えを控えた。
研究室の大学院生を研究協力者として雇用し、装置製作やデータ回収、データ解析などを依頼することを計画している。速やかに計測機器を買い替える。
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