| 研究概要 |
1.小型リキッドアイス蓄冷熱システムの設計および製作
一般家庭における使用を想定した,小型のリキッドアイス蓄冷熱システムを構築し,その最適操作方法を検討するための実験装置の設計・製作を行った.実験装置は主に,リキッドアイス製造・貯蔵部、リキッドアイス輸送部,および熱負荷部より構成される.
リキッドアイス製造・貯蔵部は,冷凍機およびその蒸発器,ならびにリキッドアイスタンクから構成される.冷凍機の蒸発器は表面をポリオレフィンチューブにて被覆し,リキッドアイスタンク内に設置した.リキッドアイスタンク内にて水溶液を循環させながら冷却することによりリキッドアイスを生成した.生成されたリキッドアイスはポンプにて駆動され,輸送配管(全長20m)を通じて負荷部(採冷熱部)へ供給され,負荷部の熱交換器を介して高温の空気により冷熱を消費しタンクへ戻る構造とした.
実験においては,リキッドアイスの生成,貯蔵,および消費のそれぞれの時間を様々に組み合わせた運転モードを設定し,各運転モードにおけるリキッドアイスの生成時の消費動力や消費時の採冷熱量,リキッドアイスの氷充填率などの測定を行い,最適の運転モードに関する検討を行った.
2.研究成果および特記すべき点
(1)放冷熱運転においては,リキッドアイスが融解し終えるまでは,負荷部出口空気温度,放冷熱量ともに一定の値を示す.また,リキッドアイスの融解完了後においても,ある程度の時間,水溶液の顕熱によって冷却を行うことが十分に可能である.
(2)冷凍機運転を長時間続けた場合,氷充填率は高くなるが,その分タンク内温度も低くなり,冷凍能力が低下するとともに冷凍機の成績係数が低下する.冷凍機の消費電力,冷凍能力,および放冷時の採冷効率など,諸因子の得失を総合して検討することにより,本システムの最適運転モードを見出すことができた.
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