2021 Fiscal Year Research-status Report
太陽熱・低温廃熱を冷熱に変える低温熱源駆動・低環境負荷冷媒エジェクタ冷凍機の研究
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21K14573
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| Research Institution | Tokyo University of Marine Science and Technology |
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Principal Investigator |
國吉 直 東京海洋大学, 学術研究院, 助教 (00781577)
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2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | エジェクタ冷凍サイクル / 熱利用 / R1224yd(Z) |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，エジェクタ冷凍サイクル試験装置の改良および作動流体として低環境負荷冷媒であるR1224yd(Z)を用いた実験を行った．
試験装置については，これまで使用していた圧力センサに比べより高精度な圧力センサの導入し，さらにデータロガーを変更したことで，内部圧力の高精度な計測および長時間の計測による安定性の確認が可能となった．また，蒸発器に液面計を設置したことにより，実験中の蒸発器内部の状態を視覚的に把握できるようになった．これらの変更により，より詳細に運転状況を把握しながら実験を行うことが可能となった．
実験では，蒸発温度を10 ℃および15 ℃，蒸気発生温度を56～72 ℃に設定し，凝縮温度を変化させた場合の実験を行った．R1224yd(Z)は，R245faと物性が近い冷媒であることから，R245faを用いた場合の性能と比較してみると，同じエジェクタを用いた試験装置において蒸気発生温度および蒸発温度が同じ条件の場合， COPT（冷凍能力/投入熱量）およびCOP（冷凍能力/冷媒用送液ポンプの消費電力）による性能評価を行うと，R245faを用いた場合よりも高い性能を示すことがわかった．また，エジェクタ冷凍サイクルの性能が急激に低下し始める臨界凝縮温度についても，R245faの場合に比べ高くなり，より高い凝縮温度まで性能を維持できることがわかった．これらの結果から，R245faよりも代替冷媒となるR1224yd(Z)の方がエジェクタ冷凍サイクルに適した冷媒であると考えられる．
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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
当初の予定通り，実験装置の改良およびR1224yd(Z)を用いた実験を行い，R1224yd(Z)を作動流体に用いた場合の性能を確認することができたため，おおむね順調と判断している．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，冷媒をR1224yd(Z)からR1336mzz(Z)に変更した場合の実験を行い，その性能を評価する予定である．
また，数値シミュレーションによりエジェクタに多孔壁キャビティを適用した場合における性能改善の効果を明らかにする予定である．まず初めに，作動流体をR1224yd(Z)およびR1336mzz(Z)とし，実験に使用しているエジェクタ形状での内部流れの数値シミュレーションを行い，実験結果と比較することでその妥当性を検証する．その後実際に多孔壁キャビティを適用した場合の数値シミュレーションを行い，その効果や作動流体による違いを検証する．
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| Causes of Carryover |
計画当初の予定より，計測器関係の購入費用や旅費を抑えることができたため，次年度使用額が生じているが，次年度に実験に必要な消耗品の購入や旅費等に使用する予定である．
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