• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2016 年度 実施状況報告書

1D・3D解析の融合による多機能CO2ヒートポンプ給湯システムの性能分析・最適化

研究課題

研究課題/領域番号 15K06689
研究機関大阪府立大学

研究代表者

横山 良平  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70158385)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード省エネルギー / ヒートポンプ / 自然冷媒 / 貯湯 / 数値シミュレーション / 性能推定 / 最適化
研究実績の概要

平成28年度においては,(1) 日変化無し給湯需要量の条件下における性能分析,(2) 日変化有り給湯需要量の条件下における性能分析を中心に実施した.
(1) では,給湯システムの基本性能特性として,日本工業規格に従って,特定の一日の給湯需要量を設定し,それが毎日繰返し発生するものと仮定し,周期的定常状態に達するまで数値解析を行い,その結果からヒートポンプCOP,貯湯槽効率,システム効率,貯湯量,および残湯量などのシステム性能値を評価した.また,単一機能システムと多機能システムを比較し,多機能化に伴うシステム性能値の変化を明らかにした.(2)では,給湯システムの日変化性能特性として,修正M1 モードと呼ばれる日変化を考慮した一箇月の模擬給湯需要量を設定し,数値解析を行い,その結果から上記のシステム性能値の日変化を評価した.また,同様に多機能化に伴うシステム性能値の変化を明らかにした.その他,平成29年度に実施する予定であった運転条件最適化による性能分析として,ニューラルネットワークによる性能推定および最適化による運転条件決定の手法を適用し,ヒートポンプ運転条件としての出湯温度および沸き上げ終了時入水温度の日々適切な設定がシステム性能の向上に及ぼす影響を明らかにした.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成28年度においては,研究実施計画で述べた (1) 日変化無し給湯需要量の条件下における性能分析,(2) 日変化有り給湯需要量の条件下における性能分析のそれぞれについて,概ね順調に進展させることができた.なお,研究実施計画で述べた実測データに基づく検討については,民間企業との協力関係を継続することができなかったため,実施することができなかった.一方,研究実施計画には含めていなかったが,運転条件最適化による性能分析について概ね実施することができた.

今後の研究の推進方策

平成29年度においては,研究実施計画で述べたように,多機能化によってシステム性能の低下の原因となる温度中間層を減少させるための方策の一つとして中温水取出しシステムを対象とし,数値解析によって性能分析を行い,中温水取出しがシステム性能の向上に及ぼす影響を明らかにする.なお,研究実施計画で述べた実測データに基づく検討については,民間企業との協力関係を継続することができないため,実施しない.

次年度使用額が生じた理由

平成28年度においては,成果発表を国内学会および国内で開催された国際会議のみで行い,海外で開催された国際会議で成果発表を行うための旅費を支出しなかったため,人件費・謝金の支出を増やしたが,次年度使用額が生じた.

次年度使用額の使用計画

平成29年度は研究期間の最終年度であるため,平成28年度の次年度使用額247,087円の一部をデータ整理用パーソナルコンピュータおよびその周辺機器の購入に当てるとともに,残額を消耗品費,旅費,人件費・謝金,その他に適宜分割して使用する予定である.

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2017 その他

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [学会発表] 多機能CO2ヒートポンプ給湯システムにおける性能日変化の推定および運転条件の最適化2017

    • 著者名/発表者名
      前川純一, 横山良平, 涌井徹也
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第92期定時総会講演会
    • 発表場所
      大阪大学吹田キャンパス(大阪府・吹田市)
    • 年月日
      2017-03-13 – 2017-03-14
  • [学会発表] Performance Analysis of a Multi-Functional CO2 Heat Pump Water Heating System2017

    • 著者名/発表者名
      R. Yokoyama
    • 学会等名
      9th Kyoto International Forum for Environment and Energy
    • 発表場所
      同志社大学寒梅館(京都府・京都市)
    • 年月日
      2017-03-07 – 2017-03-10
    • 国際学会
  • [学会発表] 多機能CO2ヒートポンプ給湯システムにおける性能日変化の推定および運転条件の決定2017

    • 著者名/発表者名
      前川純一, 横山良平, 涌井徹也
    • 学会等名
      エネルギー・資源学会第33回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス
    • 発表場所
      砂防会館別館(東京都・千代田区)
    • 年月日
      2017-02-02 – 2017-02-03
  • [備考] 大阪府立大学 エネルギーシステム工学研究室

    • URL

      http://www.me.osakafu-u.ac.jp/esalab/

URL: 

公開日: 2018-01-16  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi