新世代低GWP冷媒の低温域蒸発熱伝達特性の解明による舶用冷凍機の冷媒転換と小型化

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K14432
• Research Institution: Toba National College of Maritime Technology
• Principal Investigator: 広瀬 正尚 鳥羽商船高等専門学校, その他部局等, 准教授 (50824207)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2026-03-31
• Keywords: 蒸発熱伝達 / 新冷媒 / HFO系冷媒

Outline of Annual Research Achievements

研究計画書に示した通り、2022年度は本研究を始めるにあたり、準備を行う期間であった。初めに実験装置の移設、改造作業を行った。そして基礎データの収集を中心に試みた。
実験装置の移設、改造作業では蒸発実験を行うために蒸発器部への試験区間挿入作業を行い、電気予熱器や電気加熱式試験区間の設置、出口部にプレート式熱交換器による過熱器の設置を行った。その際、細径伝熱管や試験冷媒に対応した圧縮機に交換を行ったが、移設後の試運転中に圧縮機制御用機器と圧縮機の相性の悪さが露呈し、機器の交換、パラメータ設定を見直したため装置の運転開始が当初の計画から大きく後れ、研究計画に遅延が生じた。
その後予備実験を行った。予備実験は本研究が対象とする新冷媒にも構成冷媒として使用されるHFO系冷媒R1234ze（E）を用い、外径4 mmの平滑管での蒸発熱伝達実験を行った。なお蒸発温度は10℃である。この実験において熱伝達率と熱流束の影響など一般的な特徴をつかむことができた。これにより本研究で用いる実験装置が蒸発熱伝達実験を行うに十分であること、研究計画に示した飽和温度の条件変更が可能であることが確認された。試作した試験区間も実験を行うのに十分な性能を有していることが確認された。
予備実験後に内面溝付管の試験区間の作成を行い、実験を継続し、次年度（2023年度）に内面溝の影響を詳細に報告するとともに、多成分混合冷媒や沸点の影響を明らかにすることへに道筋を開いた。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

本研究の実施のために実験装置の移設、改造を行った。その際に配管資材の不足、交換した圧縮機、制御機器のパラメータ設定に手間取り、実験装置の運転開始が大きく遅れたためである。

Strategy for Future Research Activity

遅れを取り戻すべく、上半期は単成分冷媒を中心に実験を加速させ、今年度の日本マリンエンジニアリング学会学術講演会等で結果の公表を行う。
下半期では多成分混合冷媒の実験を開始し、実験データの収集、解析を進める。

Causes of Carryover

今年度の研究進捗にも記した通り、実験装置の改造、再組立て後の実験実施に非常に難儀した。そのため、学会発表や追加するべきセンサー類の検定などのために必要な旅行計画が先送りとなったため、次年度への先送りが必要となった。