エネルギーの貯蔵システムのシミュレーションソフトウェアの開発

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63850042
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 齋藤 武雄 東北大学, 工学部, 教授 (80064161)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 清 東北大学, 工学部, 助手 (80006444) ; 佐藤 克朗 仙都工業, 代表取締役 ; 広瀬 宏一 米沢工業高等学校, 教諭 ; 栗山 太 高岳製作所, 社員
• Keywords: 熱源システム / シミュレーション / 潜熱カプセル / 蓄熱タンク / 地中パイプ / ヒートポンプ / COP / 球カプセル / 潜熱蓄熱

Research Abstract

初年度は、プロトタイプの高効率エネルギー貯蔵システムを構成する熱源、蓄熱タンク、および潜熱カプセルの設計などの研究を行った。
項目別に概要をまとめると次のようになる。
1.熱源(集熱)システムのシミュレーション解析と実験的検証
(1)太陽熱集熱過程のシミュレーション
ソーラーコレクタを用いた集熱過程のシミュレーションプログラムを開発し、東北大学にある既存のシステムによる実験結果と対比しプログラムの妥当性を調べた。
(2)垂直地中パイプを用いた熱源システムの実験と解析
地中熱ヒートポンプシステムにおける地中パイプの熱交換性能を調べるため、地中パイプを試作し熱取得の実験を行うとともに、数値解析を行い、高性能地中パイプの設計指針をえた。
2.潜熱蓄熱システムのシミュレーション設計
ヒートポンプの成績係数(COP)を向上させるためには、高性能高密度エネルギー貯蔵サブシステムが必要となるが、初年度は、主に球カプセルなどの、いわゆるカプセル型の潜熱蓄熱システムの貯蔵性能を決定するカプセル内の蓄熱および放熱プロセスの解明を実験およびコンピュータシミュレーションにより行った。
3.球カプセル蓄熱タンクの蓄・放熱性能の実験
容量が1m^3の蓄熱タンクに球カプセルを20000個充填し、潜熱蓄熱放熱の実験を行い、その性能を明らかにした。
次年度は、本年度の結果をもとに、高効率エネルギー貯蔵システムを構築し、その設計手法をシュミレーションにより確立したい。