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太陽熱を利用した24時間自然換気装置としてのソーラーチムニーに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17656183
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 建築環境・設備
研究機関大阪大学

研究代表者

相良 和伸  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30109285)

研究分担者 山中 俊夫  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80182575)
甲谷 寿史  大阪大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (20243173)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2007年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2006年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2005年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワード自然換気 / 太陽熱 / ソーラーチムニー / PCM
研究概要

本研究は、太陽熱を利用した自然換気装置であるソーラーチムニーにおいて、特に、飛躍的に大きい蓄熱容量を有する材料として注目されている潜熱蓄熱材料(PCM)を活用することにより、日射がない夜間の自然換気も可能となる24時間自然換気装置の開発を目的としたものであり、コンパクトで一定温度の出力が可能であるというPCMならではの特徴を活かした研究である。これまでに、蓄熱材が無い条件でのソーラーチムニー内部の空気流動特性と伝熱特性の把握、伝熱モデルの構築と共に、限られた条件ながらも気象データを用いたシミュレーションを実施してきた。それらの成果を踏まえ、初年度は、PCMを蓄熱材として用いる場合の基本的な伝熱特性把握に関する実験的研究を中心とした研究を実施、2年目は、PCMを組み込んだソーラーチムニーの実大規模の実験的研究および換気量予測シミュレーションに関する研究を実施した。最終年度の平成19年度は、これまでに得られた成果を基礎にして、PCMのような潜熱蓄熱材で問題となる過冷却現象のモデル化を行い、様々な条件下における換気量予測シミュレーションの予測精度向上を可能とした。これまで、PCMが液化したときにでも流動しないようにゲル化されていることを前提として、PCM内部についてはエンタルピー法による熱伝導モデルを用いてきたが、そこに所定の温度まで過冷却した後に瞬時に過冷却が解除され、それまでの過冷却熱量分だけ凝固するモデルを組み入れることにより、より現実的な伝熱モデルとすることができた。今後、その成果を順次発表する予定である。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 1件)

  • [雑誌論文] Design, Development of a Solar Chimney with Built-in Latent Heat Storage Material for Natural Ventilation2007

    • 著者名/発表者名
      S.D.Sharma, H.Kotani, Y.Kaneko, T.Yamanaka, K.Sagara
    • 雑誌名

      International Journal of Green Energy Vol.4

      ページ: 313-324

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] PCMを組み込んだソーラーチムニーの換気量予測に関する研究(その3)PCMの熱容量とチムニー形状が換気量に及ぼす影響2007

    • 著者名/発表者名
      甲谷寿史, 相良和伸, 山中俊夫
    • 雑誌名

      空気調和・衛生工学会学術講演会講演論文集

      ページ: 1921-1924

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] PCMを組み込んだソーラーチムニーの換気量予測に関する研究(その2)ソーラーチムニーの換気量シミュレーション2007

    • 著者名/発表者名
      金子 豊, 相良和伸, 山中俊夫, 甲谷寿史
    • 雑誌名

      空気調和・衛生工学会近畿支部学術研究発表会論文集 (2007.3.22掲載予定)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Ventilation Performance of Solar Chimney with Built-In Latent Heat Storage2006

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Kaneko, Kazunobu Sagara, Toshio Yamanaka, Hisashi Kotani, S.D.Sharma
    • 雑誌名

      Trans. of International Conference on Thermal Energy Storage (CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] PCMを組み込んだソーラーチムニーの換気性能に関する基礎的研究(その3)実大模型を用いた屋外実験及び換気量予測モデルの精度検討2006

    • 著者名/発表者名
      金子 豊, 相良和伸, 山中俊夫, 甲谷寿史, 落合奈津子
    • 雑誌名

      日本建築学会近畿支部研究報告集 第46号 環境系

      ページ: 345-348

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] PCMを組み込んだソーラーチムニーの換気性能に関する基礎的研究(その4)ソーラーチムニーを付設した建物における換気量予測シミュレーション2006

    • 著者名/発表者名
      落合奈津子, 相良和伸, 山中俊夫, 甲谷寿史, 金子 豊
    • 雑誌名

      日本建築学会近畿支部研究報告集 第46号 環境系

      ページ: 349-352

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] PCMを組み込んだソーラーチムニーの換気性能に関する基礎的研究(その5)換気量予測モデルにおける放射熱伝達及び対流熱伝達率に関する検討2006

    • 著者名/発表者名
      金子 豊, 相良和伸, 山中俊夫, 甲谷寿史
    • 雑誌名

      日本建築学会大会学術講演梗概集 D-2

      ページ: 733-734

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] PCMを組み込んだソーラーチムニーの換気量予測に関する研究 (その1)実大模型を用いた屋外実験及び換気量予測モデルの検討2006

    • 著者名/発表者名
      金子 豊, 相良和伸, 山中俊夫, 甲谷寿史, 落合奈津子
    • 雑誌名

      空気調和・衛生工学会 平成17年度近畿支部学術研究発表会論文集

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of Solar Chimney with Built-In Latent Heat Storage Material for Natural Ventilation2005

    • 著者名/発表者名
      H.Kotani, S.D.Sharma, Y.Kaneko, T.Yamanaka, K.Sagara
    • 雑誌名

      EXPO World Conference on Wind Energy, Renewable Energy, Fuel cell & Exhibition (WCWRF2005), Hamamatsu Japan CD-ROM

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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