2014 Fiscal Year Research-status Report
ケミカルヒートポンプによる完全太陽エネルギー駆動冷暖房システムの構築
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25420917
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
小倉 裕直 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40253554)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ソーラーケミカルヒートポンプ / 太陽熱 / 化学蓄熱 / 硫酸カルシウム / ソーラークーリング / 冷温熱生成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２６年度は、前年度行った１．太陽化学蓄熱に最適な集熱方式および制御方法の検討および２．太陽化学蓄熱に最適な熱交換方式および制御方法の検討を受けて、まず３．太陽化学蓄熱に最適な反応材料および調整方法、を実験および理論解析により検討し、さらに１－３を必要に応じてフィードバックをかけながら進めた後に、４．太陽化学蓄熱駆動に最適なケミカルヒートポンプデザインおよび運転方法の検討を実験および理論解析により進めた。
３．太陽化学蓄熱に最適な反応材料および調整方法
反応材料は、申請者らが検討を続けている硫酸カルシウムや酸化カルシウム、塩化カルシウム等の無機系に関しては、既にある程度の反応活性が確認されているが、実際にソーラーケミカルヒートポンに組み込んだ際の熱移動や物質移動を考慮した総括の反応速度の向上には、それぞれの反応器に応じた反応材料形状、充填方法等が個々に必要となる。今回は太陽蓄熱が実証された硫酸カルシウム粒子の産地別の反応性の検討、各種伝熱促進法の検討を基に前年度から検討を行っているケミカルヒートポンプデザインと並行して検討し、実際に反応材料を蓄熱反応層に組み込んで実験的検討および理論的検討を行い、多くの太陽蓄熱-冷温熱生成特性データを得た。
４．太陽化学蓄熱駆動に最適なケミカルヒートポンプデザインおよび運転方法の検討
最適と考えられる集熱器、熱交換器および反応器の組合せを決定すべく、１－３を必要に応じてフィードバックをかけながら進め、太陽化学蓄熱駆動に最適なケミカルヒートポンプデザインおよび運転方法の検討を実験および理論解析により進めた。必要に応じて、各部品を再設計、再製作し、各部品の単体性能および組み合わせた際の複合性能を実験および理論解析により検討し、集熱、熱交換、蓄熱、放熱の各特性を各種運転方法別に最適化しトータルの性能向上を図ることができた。
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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
３．太陽化学蓄熱に最適な反応材料および調整方法については、硫酸カルシウム粒子系反応材を用いて、太陽蓄熱が実証され、実際に反応材料を蓄熱反応層に組み込んだ実験的検討および理論的検討により多くの太陽蓄熱-冷温熱生成特性データを得られたため。
４．太陽化学蓄熱駆動に最適なケミカルヒートポンプデザインおよび運転方法の検討については、日射量や外気温等に応じて、各部品を再設計、再製作し、各部品の単体性能および組み合わせた際の複合性能を実験および理論解析により検討し、集熱、熱交換、蓄熱、放熱の各特性各特性を各種運転方法別に最適化しトータルの性能向上を図ることができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２７年度は、１－４を受けて、太陽熱駆動ケミカルヒートポンプに太陽光発電による熱媒駆動を組み込んだ最終製品型の５．完全独立型高効率太陽エネルギー駆動冷暖房システムの構築および運転評価を行う。
この場合、ケミカルヒートポンプ性能の基本となる蓄放熱特性すなわち蓄放熱温度、蓄放熱出力等はもちろんであるが、高効率太陽エネルギー駆動冷暖房システムとしてその駆動可能条件、エネルギー効率、ＣＯＰ、ランニングコスト等、ヒートポンプ機器として重要となる各種性能を導き出す。
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