| 研究課題/領域番号 |
05452258
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
建築環境・設備
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
落藤 澄 北海道大学, 工学部, 教授 (50001152)
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| 研究分担者 |
佐々木 博明 北海学園大学, 工学部, 教授 (60128816)
持田 徹 北海道大学, 工学部, 教授 (40002050)
横山 真太郎 北海道大学, 工学部, 助教授 (90002279)
長野 克則 北海道大学, 工学部, 助教授 (80208032)
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| 研究期間 (年度) |
1993 – 1995
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| キーワード | 土壌蓄熱 / 長期蓄熱 / エネルギー循環利用 / 土壌熱源ヒートポンプ / 自然冷房 |
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| 研究概要 |
年間サイクルのエネルギー循環を考慮した冷暖房のための中・長期蓄熱の効果に関する実験と解析を行った。実験は土壌に埋設する形態によって垂直U字管方式と水平管方式の2種類について行った。また、解析については実験のシミュレーションと線源理論による相互干渉を考慮した解析法の2種類の分野について検討した。その主な内容と成果は次のとおりである。
冬期における土壌熱源ヒートポンプによる実大規模の暖房実験と夏期における土壌内のコイルにブラインを循環させた循環自然冷房に関する実験結果から、土壌冷・温蓄熱の有効性と省エネルギー性を明らかにすることができた。特に、夏期の循環冷房の可能性が明らかになった。
さらに、水平埋設管によるヒートポンプ暖房実験については、3種類の形状について中・長期蓄熱としての省エネルギー性を検討した。単位長さ当たりの採熱率は、垂直U字管方式に劣らない値を示し、土の温度回復も次の実験に影響を与えない程度に回復することがわかった。シミュレーション解析については土壌の伝熱機構を表わす数式モデルを作成し、数値計算を行った。計算結果は実験結果と必ずしも一致しなかったが、その特性の傾向は同じであった。
さらに、数値シミュレーション法は単管には適用できてもいろいろな配列の複数管に対しては殆ど適用不可能であることから、線源理論を用いた伝熱解析を行った。すなわち、複数管を線源に置き換えて重ね合わせの原理を用いて、土と埋設管の伝熱現象を解明しようとするものである。今回の解析によって一般性のある実用的な解法を提案することができた。
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