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吸着式冷凍機のための革新的吸着材一体型熱交換素子の構築

研究課題

研究課題/領域番号 15K14297
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 エネルギー学
研究機関北海道大学

研究代表者

長野 克則  北海道大学, 工学研究院, 教授 (80208032)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2015年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード吸着式冷凍機 / 吸着材 / 稚内層珪質頁岩 / 塩化リチウム / 熱交換器 / 吸着式ヒートポンプ / 低温排熱 / メソポーラス
研究成果の概要

吸着式冷凍機(AHP)のための新しい吸着材充填熱交換素子を開発するため、天然メソポーラス材料である稚内層珪質頁岩微粉末に、20wt%の塩化リチウムを担持した吸着材を調整した。さらに熱伝導性改善のためアルミニウム短繊維の配合についても検討した。吸着材充填熱交換器を用いて吸着-再生操作を行い、蒸発器における冷熱性能を評価した結果、再生6分-予冷1分-吸着7分のサイクル時間においてCOP0.44、SCP433W/kgの性能を得ることが出来た。また吸着材充填熱交換器内の熱水分移動について3次元モデルを構築し、数値解析のためのプログラムを作成した。また10kW級のAHPを試作するための要素設計を行った。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 学会発表 (10件)

  • [学会発表] 天然メソポーラス材料を用いた低コスト吸着式ヒートポンプの研究開発(その4)小型試験装置を用いた冷熱取り出し性能に対する吸着再生サイクルの検討2017

    • 著者名/発表者名
      外川純也、黒川麻美、小牧あゆみ、井上真由、中村真人、長野克則、黒石広明、 原田克彦
    • 学会等名
      空気調和衛生工学会北海道支部第51回学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2017-03-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 天然メソポーラス材料を用いた低コスト吸着式ヒートポンプの研究開発(その5)実機を目指した1kW小型プロト機の試作と冷熱取り出し性能実2017

    • 著者名/発表者名
      松本拓也、大前青也、外川 純也、黒石広明、村上真一、原田克彦、長野 克則
    • 学会等名
      空気調和衛生工学会北海道支部第51回学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2017-03-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 天然メソポーラス材料を用いた低コスト吸着式ヒートポンプの研究開発(その6)有効熱伝導率の向上策の検討と水蒸気吸着速度の実測2017

    • 著者名/発表者名
      井上真由、小牧あゆみ、中村真人、長野克則、外川純也
    • 学会等名
      空気調和衛生工学会北海道支部第51回学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2017-03-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 天然メソポーラス材料を用いた低コスト吸着式ヒートポンプの研究開発(その7)3次元数値解析プログラムの開発と10kW機の性能予測2017

    • 著者名/発表者名
      小牧あゆみ、井上真由、長野克則、外川純也
    • 学会等名
      空気調和衛生工学会北海道支部第51回学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2017-03-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 天然メソポーラス材料を用いた吸着式ヒートポンプに関する研究 -第3 報:吸着材充填熱交換器の試作と冷熱性能評価-2016

    • 著者名/発表者名
      外川純也、森田敦、中村真人、長野克則、松本拓也、大前青也、黒石広明、 原田克彦
    • 学会等名
      日本冷凍空調学会 2016年次大会
    • 発表場所
      神戸大学(神戸市)
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 天然メソポーラス材料を用いた低コスト吸着式ヒートポンプの研究開発 (その2)吸着剤充填熱交換器の試作と冷熱性能評価2016

    • 著者名/発表者名
      外川純也、森田 敦、中村真人、長野克則、松本拓也、大前青也、黒石広明、原田克彦
    • 学会等名
      空気調和衛生工学会北海道支部 第50回学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 天然メソポーラス材料を用いた低コスト吸着式ヒートポンプに関する研究 (その3) 天然メソポーラス材料を用いた吸着冷凍サイクルシミュレーションの構築と性能検討2016

    • 著者名/発表者名
      森田 敦、外川純也、中村真人、長野克則
    • 学会等名
      空気調和衛生工学会北海道支部 第50回学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of adsorption heat pump using natural mesoporous materials impregnated with Lithium chloride2016

    • 著者名/発表者名
      J. Togawa, A. Morita, K. Nagano
    • 学会等名
      Japan-China-Korea Innovative Heat Pump Seminar
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2016-01-29
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 天然メソポーラス材料を用いた吸着式ヒートポンプに関する研究 第1報:研究概要とラボスケールの吸着材充填熱交換器を用いた冷熱取り出し評価2015

    • 著者名/発表者名
      外川純也、森田 敦、劉 洪芝、中村 真人、長野克則 、黒石広明、原田克彦
    • 学会等名
      日本冷凍空調学会 2015年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-10-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 天然メソポーラス材料を用いた吸着式ヒートポンプに関する研究 第2報:真空下における塩化物担持吸着材の水蒸気吸脱着特性の評価2015

    • 著者名/発表者名
      森田 敦、外川純也、劉 洪芝、中村真人、長野克則
    • 学会等名
      日本冷凍空調学会 2015年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学早稲田大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-10-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-22  

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