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導電性ポリマーを新たな吸湿材とする通電再生型デシカント空調システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19H02294
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分23020:建築環境および建築設備関連
研究機関東北大学

研究代表者

小林 光  東北大学, 工学研究科, 教授 (90709734)

研究分担者 川勝 英樹  東京大学, 生産技術研究所, 教授 (30224728)
小林 大  東京大学, 生産技術研究所, 助教 (30312036)
高木 理恵  東北工業大学, ライフデザイン学部, 准教授 (30466536)
大風 翼  東京工業大学, 環境・社会理工学院, 准教授 (40709739)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
2019年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
キーワードデシカント空調 / 導電性ポリマー / PEDOT:PSS / 通電再生
研究開始時の研究の概要

本研究は,空調の省エネ化への寄与が期待される,除湿のみを行うデシカント空調システムの新たな方式の開発を目的とする。従来のデシカント空調はシリカゲル等の各種吸湿材料による空気乾燥と,温風による吸湿材の再生を基本とするのに対し,本研究は,これまでにない吸湿材として吸湿性能を有する導電性ポリマーを用いる。このことで,電気的に吸湿材の状態をセンシングし,温風に頼らず電気的に最適な再生を行い,従来に比較して効率や制御性に優れた新たなシステムの実現可能性を追求する。

研究成果の概要

本研究は空調省エネ化への寄与が期待される,デシカント空調システムの新方式の開発を目的とした。吸湿媒体として導電性ポリマーPEDOT:PSSを用いることを特徴とし,その再生は通電による。温風によらず電気的に最適な再生を行い,従来に比して効率や制御性に優れたシステムの可能性を探る為,以下目的と課題を掲げた。【目的1】導電性ポリマーによるデシカントロータ開発【目的2】導電性を利用したデシカントエレメントの再生法開発。課題1:吸・脱着性能の優れたデシカントロータの開発,課題2:通電再生による最適再生方法の開発,課題3:実験及び数値解析によるロータ形状検討,課題4:試験機による実験と解析による運転法検討

研究成果の学術的意義や社会的意義

高温多湿地域の発展と人口増に伴う冷房需要の増加で,空間の冷却に要するエネルギーの大幅な増加が予想されている。また温暖化による温度上昇のインパクトも大きい。冷房は冷却と除湿を行うが,湿度処理は低温を必要とし,これが冷房効率化の妨げになる。また,室内の湿度は人が発生する水蒸気と人の為の換気が主因で今後も減少しないが,省エネの進展で冷却の対象となる熱は減少する為,相対的に湿度処理のエネルギーは増加する。湿度を処理するためにデシカント空調が期待されるが,経済性や装置の大きさ等を理由にあまり普及していない。そこで本研究は通電再生型の実現で最も簡便で普及し易いデシカント空調の実現に寄与することを目指した。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件)

  • [学会発表] 導電性ポリマーを用いた通電再生型デシカント空綢に関する研究 その5 :振動式質量測定器を用いた通電式デシカント空調用除湿媒体の水蒸気吸脱着量と吸脱着速度の測定及び評価2023

    • 著者名/発表者名
      西山 陽歌、小林 光、川勝 英樹、小林 大、金井 大介
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 導電性高分子材料 PEDOT/PSS を用いた通電再生型デシカント空調の開発 その 6:最適な運転方法・装置形状の検討2023

    • 著者名/発表者名
      樋口 陽太、小林 光、楊 子揚、小林 大、川勝 英樹、金井 大介
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 振動式質量測定器を用いた通電式デシカント空調用除湿媒体の水蒸気吸脱着量と吸脱着速度の測定 及び評価2023

    • 著者名/発表者名
      西山陽歌,川勝英樹,小林大,金井大介,小林光
    • 学会等名
      空気調和・衛生工学会東北支部
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 導電性高分子材料 PEDOT/PSS を用いた通電再生型デシカント空調の開発 -最適な運転方法・装置形 状の検討-2023

    • 著者名/発表者名
      樋口陽太,川勝英樹,小林大,金井大介,小林光
    • 学会等名
      空気調和・衛生工学会東北支部
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 導電性ポリマーを用いた通電再生型デシカント空調に関する研究 その4:導電性除湿エレメントの通電再生に関わる電気的特性及び除湿性能評価2022

    • 著者名/発表者名
      白須公二郎,小林光,伊藤健允,楊子揚,小林大,川勝英樹
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 導電性高分子ポリマーを用いた交流による 通電再生型デシカント空調システムに関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤健允,小林光,白須公二郎,金井文彦,川勝英樹,小林大
    • 学会等名
      日本建築学会東北支部研究報告会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Energization Regeneration Desiccant Air-conditioning System Using a Conductive Polymer for Humidity Control2021

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Kobayashi, Kentaro Matsuda, Kojiro Shirasu, Go Igarashi
    • 学会等名
      IAQ 2020: Indoor Environmental Quality Performance Approaches
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimization of the energization-regeneration desiccant air-conditioning system using a conductive polymer2020

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Kobayashi, Kentaro Matsuda, Kojiro Shirasu
    • 学会等名
      The 16th Conference of the International Society of Indoor Air Quality & Climate
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ポリマーの成分組成に由来する吸脱着特性分析 その1 :除湿エレメントの最適化及び除湿性能評価2020

    • 著者名/発表者名
      白須公二郎、小林光、松田健太郎
    • 学会等名
      日本建築学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ポリマーの成分組成に由来する吸脱着特性分析 その2 :導電性ポリマーを用いた通電再生型デシカント空調に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      松田健太郎、白須公二郎、 小林光、五十嵐豪
    • 学会等名
      日本建築学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 導電性高分子ポリマーを用いた通電再生型デシカント空調における 除湿エレメントの除湿性能と平衡状態における吸着挙動に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      白須公二郎、小林光
    • 学会等名
      日本建築学会東北支部研究報告会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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