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化学蓄熱を用いた太陽光熱利用高温蒸気生成システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 25420923
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 エネルギー学
研究機関九州大学

研究代表者

中曽 浩一  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40363379)

連携研究者 深井 潤  九州大学, 大学院工学研究院, 教授 (20189905)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2013年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード化学蓄熱 / 伝熱促進 / 再生可能エネルギー / ヒートポンプ / 熱工学 / 吸着 / 蒸気
研究成果の概要

太陽光熱で温水を製造し,これを化学蓄熱を応用した蒸気生成装置で安定的に高温高圧蒸気へ変換する,太陽光熱利用高温蒸気生成システム開発のための要素研究を行った.主な結果は以下のとおりである.蓄熱および放熱過程を予測するモデルを用いて,蓄熱の支配因子を検討して蓄熱に適した条件を示した.また,蒸気生成量を増加させる方策として,予熱時に発生する吸着熱を蓄熱する方法を提案した.吸着材熱容量がサイクルに及ぼす影響を検討した結果,生成量を極大にする熱容量が存在することを示した.さらに,粒子充填層における新規伝熱促進法を提案した.また,サイクルに伴う粒子の破損を確認して,その原因について検討した.

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち謝辞記載あり 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Enhancement of Generation of High-Temperature Steam from a Novel Adsorption Heat Pump Assisted by Thermal Energy Storage Material2015

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Tanino, Yoshiaki Kawakami, Koichi Nakaso, Jun Fukai
    • 雑誌名

      高砂熱学工業技術研究所報

      巻: 29 ページ: 23-32

    • NAID

      40020951451

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Performance of a Novel Steam Generation System Using a Water-zeolite Pair for Effective Use of Waste Heat From the Iron and Steel Making Process2015

    • 著者名/発表者名
      Koichi Nakaso, Yuuki Tanaka, Shotaro Eshima, Shunsuke Kobayashi, Jun Fukai
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: 55 号: 2 ページ: 448-456

    • DOI

      10.2355/isijinternational.55.448

    • NAID

      130004734554

    • ISSN
      0915-1559, 1347-5460
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dynamic study of steam generation from low-grade waste heat in a zeolite-water adsorption heat pump2014

    • 著者名/発表者名
      Bing Xue, Xiangrui Meng, Xinli Wei, Koichi Nakaso, Jun Fukai
    • 雑誌名

      Applied Thermal Engineering

      巻: in press ページ: 451-458

    • DOI

      10.1016/j.applthermaleng.2014.11.050

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] APPLICATION OF THE SPOUTED BED IN THE NOVEL ADSORPTION HEAT PUMP FOR GENERATING STEAM2016

    • 著者名/発表者名
      Koichi NAKASO, Mizuki NAGAYAMA, Shunsuke KOBAYASHI, Jun FUKAI
    • 学会等名
      The 20th International Drying Symposium (IDS 2016)
    • 発表場所
      Nagaragawa (Nagara River) Convention Centre (Gifu, Japan)
    • 年月日
      2016-08-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 吸着材粒子と水の直接熱交換による水蒸気発生の促進と粒子耐久性向上の検討2016

    • 著者名/発表者名
      中曽 浩一, 小林 俊介, 深井 潤
    • 学会等名
      第53回日本伝熱シンポジウム
    • 発表場所
      グランキューブ大阪(大阪)
    • 年月日
      2016-05-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 未利用熱エネルギー有効活用を目的とした化学蓄熱の利用検討2016

    • 著者名/発表者名
      中曽 浩一, 深井 潤
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第171回春季講演大会
    • 発表場所
      東京理科大学(東京)
    • 年月日
      2016-03-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Feasibility study of a spouted bed and a fluidized bed to regeneration method of adsorbent in an adsorption heat pump for steam generation2016

    • 著者名/発表者名
      Mizuki Nagayama, Shunsuke Kobayashi, Masafumi Sawada, Koichi Nakaso, Jun Fukai
    • 学会等名
      3rd Joint Symposium of Kyushu Univ.-Shanghai Univ.-Yeungnam Univ. on Chemical Engineering
    • 発表場所
      Kyushu University (Fukuoka, Japan)
    • 年月日
      2016-01-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Generation of high-temperature steam form waste heat of industrial processes by a novel adsorption heat pump2016

    • 著者名/発表者名
      Koichi Nakaso
    • 学会等名
      3rd Joint Symposium of Kyushu Univ.-Shanghai Univ.-Yeungnam Univ. on Chemical Engineering
    • 発表場所
      Kyushu University (Fukuoka, Japan)
    • 年月日
      2016-01-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ナノ炭素材料を用いた粒子充填層反応器の伝熱促進2015

    • 著者名/発表者名
      中曽 浩一, 吉田 健人, 小坂 梨奈, 永山 瑞起, 澤田 雅史, 小林 俊介, 深井 潤
    • 学会等名
      粉体工学会2015年度第2回西日本談話会
    • 発表場所
      九州工業大学(福岡)
    • 年月日
      2015-12-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 未利用エネルギー有効活用を目的とした化学蓄熱システム2015

    • 著者名/発表者名
      中曽 浩一
    • 学会等名
      平成27年度ベースメタル研究ステーション (BMRS)・ エコテクノロジー若手研究フォーラム講演会 「鉄鋼業、それを取り巻く産業とリンクするエコテクノロジー」
    • 発表場所
      東北大学(宮城)
    • 年月日
      2015-11-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 蒸気生成吸着式ヒートポンプにおける噴流層による吸着材再生2015

    • 著者名/発表者名
      永山瑞起, 小林 俊介, 澤田 雅史, 中曽 浩一, 深井 潤
    • 学会等名
      化学工学会第47回秋季大会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 蒸気生成吸着式ヒートポンプ内粒子の破損原因の解明および耐久性向上の検討2015

    • 著者名/発表者名
      澤田 雅史, 小林 俊介, 永山瑞起, 中曽 浩一, 深井 潤
    • 学会等名
      化学工学会第47回秋季大会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Enhancement of Generation of High-temperature Steam from a Novel Adsorption Heat Pump Assisted by Thermal Energy Storage Material2015

    • 著者名/発表者名
      Koichi Nakaso, Shunsuke Kobayashi, Shotaro Eshima, Yoshiaki Kawakami, Masayuki Tanino, Jun Fukai
    • 学会等名
      24th International Congress of Refrigeration, ICR2015
    • 発表場所
      PACIFICO Yokohama (Kanagawa, Japan)
    • 年月日
      2015-08-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 蒸気生成吸着式ヒートポンプにおける吸着材再生速度向上の検討2015

    • 著者名/発表者名
      中曽 浩一, 江島 匠太郎, 小林 俊介, 深井 潤
    • 学会等名
      第52回日本伝熱シンポジウム
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡)
    • 年月日
      2015-06-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 蒸気生成吸着式ヒートポンプの高効率化のための吸着材再生条件の検討2015

    • 著者名/発表者名
      中曽浩一,江島匠太郎,小林俊介,深井潤
    • 学会等名
      化学工学会第80年会
    • 発表場所
      芝浦工業大学(東京)
    • 年月日
      2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 蒸気生成吸着式ヒートポンプにおけるサイクル運転の数値解析2015

    • 著者名/発表者名
      小林俊介,江島匠太郎,中曽浩一,深井潤
    • 学会等名
      化学工学会第80年会
    • 発表場所
      芝浦工業大学(東京)
    • 年月日
      2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 通気動力低減による吸着式蒸気生成ヒートポンプの高効率化2014

    • 著者名/発表者名
      小林 俊介, 田中 佑樹, 江島 匠太郎, 中曽浩一,深井潤
    • 学会等名
      化学工学会 第46回秋季大会
    • 発表場所
      九州大学(福岡)
    • 年月日
      2014-09-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Study on The Improvement of The Performance of a Novel Adsorption Heat Pump System for Generating High-temperature Steam2014

    • 著者名/発表者名
      Koichi Nakaso, Shunsuke Kobayashi, Shotaro Eshima, Jun Fukai
    • 学会等名
      15th International Heat Transfer Conference, IHTC-15
    • 発表場所
      Kyoto International Conference Center (Kyoto, Japan)
    • 年月日
      2014-08-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 数値解析による蒸気生成吸着式ヒートポンプの効率向上の検討2014

    • 著者名/発表者名
      江島匠太郎, 田中佑樹, 小林俊介, 中曽 浩一, 深井 潤
    • 学会等名
      第51回日本伝熱シンポジウム
    • 発表場所
      アクトシティ浜松(浜松)
    • 年月日
      2014-05-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Dynamic study of steam generation from low-grade waste heat in a zeolite-water adsorption heat pump2014

    • 著者名/発表者名
      Bing Xue, Xiangrui Meng, Xinli Wei, Koichi Nakaso, Jun Fukai
    • 学会等名
      International Heat Transfer Symposium 2014
    • 発表場所
      Loong Palace Hotel & Resort (Beijing, China)
    • 年月日
      2014-05-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Study on Performance of the Novel Steam Generation System Using Water-Zeolite Pair

    • 著者名/発表者名
      K. Nakaso, K. Nakashima, Y. Tanaka, Y. Iwama, J. Fukai
    • 学会等名
      AIChE Annual Conference 2013
    • 発表場所
      San Francisco (USA)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 高含水ゼオライト充填層における再生過程のモデル化と支配因子の検討

    • 著者名/発表者名
      江島匠太郎,田中佑樹,中曽浩一,深井 潤
    • 学会等名
      化学工学会第79年会
    • 発表場所
      岐阜大学柳戸キャンパス(岐阜県岐阜市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 蒸気生成吸着式ヒートポンプにおけるサイクル操作の非定常解析

    • 著者名/発表者名
      中曽浩一,田中佑樹,江島匠太郎,深井 潤
    • 学会等名
      化学工学会第79年会
    • 発表場所
      岐阜大学柳戸キャンパス(岐阜県岐阜市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 低温排熱利用蒸気生成器におけるサイクル操作時の非定常解析

    • 著者名/発表者名
      中曽浩一,田中佑樹,江島匠太郎,深井 潤
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第167回春季講演大会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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