| 研究課題/領域番号 |
04555046
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| 研究種目 |
試験研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
熱工学
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
柏木 孝夫 東京農工大学, 工学部, 教授 (10092545)
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| 研究分担者 |
加藤 豊文 東京農工大学, 工学部, 助教授 (70015056)
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| 研究期間 (年度) |
1992 – 1994
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| キーワード | 吸着式熱交換システム / シリカゲル / 水系 / 吸着剤粒径 / 吸着剤充填層高さ / ヒートポンプ / サイクルシミュレーション / COP / フィン |
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| 研究概要 |
本研究では、環境に近い温度レベルの排熱も含め、これまで未利用であった各種の排熱を回収し、50〜80℃レベルの未利用エネルギーを有効利用した非フロン系の省エネルギー空調を実現することを目的とし、シリカゲル/水系吸着システムに対する低温駆動や高効率化への検討を行った。本研究は大別して、システム全体から見た吸着サイクルシミュレーションおよび実機実験と、構成要素の一つである吸着剤熱交換部における微視的観点からの吸着現象の把握および検討からなる。
(イ)吸着サイクルシミュレーションと実機実験の結果:単段型は比較的COPは高いが、比較的高温度の駆動熱源が必要である。これに対し3段型は、低温度熱源による駆動が可能であるが、サイクルの性質から必要以上の温度差が生じる場合は不適である.両機ともCOPと単位時間あたりの平均冷房能力に対して、冷却水・温水入口温度およびサイクル時間設定が重要であり、使用目的に応じた最適値が存在することを明らかにした。
(ロ)吸着式熱交換システム:使用する吸着剤粒径や充填層高さにより熱交換器内で生じる吸着特性は明らかに変化を起こし、吸着を効率よく行わせるためのパラメータを確認した。その特性は吸着剤充填層に対する伝熱より説明され、吸着メカニズムの把握ができた。フィンを取り付けることによる吸着促進化も確認され、フィンによる伝熱促進を考慮した充填層内温度・濃度分布を理論的解析により把握した。また、吸着濃度変化は充填層空隙率と吸着剤粒子内の拡散により支配されることが判明した。さらに多段充填層では、層内の蒸気流体に対する抵抗力の不連続性が吸着に大きく影響を及ぼすことを明らかにした。
今後は、シミュレーションより得られた知見をもとに、実機の運転性能および高効率化の可能性を評価し、一方、熱交換器については吸・脱着工程を通しての熱交換器内での現象の検討および熱交換システムの最適化を図る必要性がある。
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