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リキッドアイスを用いる高性能畜冷熱システムの最適操作に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 06555057
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分試験
研究分野 熱工学
研究機関北海道大学

研究代表者

福迫 尚一郎  北海道大学, 工学部, 教授 (00001785)

研究分担者 鳥越 邦和  ダイキン工業(株), 機械技術研究所, 所長
山田 雅彦  北海道大学, 工学部, 助教授 (70230480)
堀部 明彦  北海道大学, 工学部, 助手 (50229241)
研究期間 (年度) 1994 – 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
8,000千円 (直接経費: 8,000千円)
1996年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
1995年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
1994年度: 5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
キーワード氷畜冷媒 / リキッドアイス / 冷熱輸送 / スラリー輸送 / 固・液二相流 / 融解熱伝達 / 省エネルギー / リキッド相 / 氷蓄冷媒 / スラッシュ相 / 蓄冷熱 / 氷蓄熱 / 強制対流 / 環境保護 / 電力需要平準化 / 採冷熱 / 冷熱搬送 / 電用需要平準化
研究概要

1.小型リキッドアイス畜冷熱システムの設計および製作
一般家庭における使用を想定した,小型のリキッドアイス畜冷熱システムを構築し,その最適操作方法を検討するための実験装置の設計・製作を行った.実験装置は主に,リキッドアイス製造・貯蔵部,リキッドアイス輸送部,および熱負荷部より構成される.リキッドアイス製造・貯蔵部は,冷凍機およびその蒸発器,ならびにリキッドアイスタンクから構成される.冷凍機の蒸発器は表面をポリオレフィンチューブにて被覆し,リキッドアイスタンク内に設置した.リキッドアイスタンク内にて水溶液を循環させながら冷却することによりリキッドアイスを生成した.生成されたリキッドアイスはポンプにて駆動され,輸送配管(全長20m)を通じて負荷部(採冷熱部)へ供給され,負荷部の熱交換器を介して高温の空気により冷熱を消費しタンクへ戻る構造とした.
実験においては,リキッドアイスの生成,貯蔵,および消費のそれぞれの時間を様々に組み合わせた運転モードを設定し,各運転モードにおけるリキッドアイスの生成時の消費動力や消費時の採冷熱量,リキッドアイスの氷充填率などの測定を行い,最適の運転モードに関する検討を行った.
2.研究成果および特記すべき点
(1)放冷熱運転においては,リキッドアイスが融解し終えるまでは,負荷部出口空気温度,放冷熱量ともに一定の値を示す.また,リキッドアイスの融解完了後においても,ある程度の時間,水溶液の顕熱によって冷却を行うことが十分に可能である.
(2)冷凍機運転を長時間続けた場合,氷充填率は高くなるが,その分タンク内温度も低くなり,冷凍能力が低下するとともに冷凍機の成績係数が低下する.冷凍機の消費電力,冷凍能力,および放冷時の採冷効率など,諸因子の得失を総合して検討することにより,本システムの最適運転モードを見出すことができた.

報告書

(4件)
  • 1996 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1995 実績報告書
  • 1994 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (7件)

  • [文献書誌] M. Yamada: "FORCED CONVECTION MELTING CHARACTERISTICS OF LIQUID ICE IN A RECTANGULAR DUCT" Proc. of 5th International Symposium on Thermal Fvgineering and Sciences for Colol Regions. 296-305 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Yamada: "Forced-Convection Melting Characteristics of Liquid Ice in a Horizontal Rectangular Duct" Proc.5th Int.Sympo on Therm.Eng.and Sci.for Cold Regions.296-305 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Yamada: "FORCED-CONVECTION MELTING CHARACTERISTICS OF LIQUID ICE IN A RECTANGULAR DUCT" Proc. of 5th International Symposium on Thermal Engineering and Sciences for Cold Regions. 296-305 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 山田,雅彦: "水平矩形流路内におけるリキッドアイスの融解熱伝達" 日本機械学会北海道支部第35回講演会講演概要集. 952-1. 183-184 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] M.Yamada: "Forced-Convection Melting Characteristics of Liquid Ice in a Horigontal Rectangular Duct" 5th International Symposium on Thermal Engineering and Sciences for Cold Regions. (発表予定). (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 山田,雅彦: "水平矩形流路内におけるスラッシユアイスの融解熱伝達" 第33回日本伝熱シンポジウム講演論文集. (発表予定). (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 福迫尚一郎: "リキッド搬送時における融解熱伝達" 日本機械学会北海道支部講演論文集. (予定).

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書

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公開日: 1994-04-01   更新日: 2016-04-21  

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