| 研究課題/領域番号 |
17K18351
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| 研究機関 | 国土技術政策総合研究所 |
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研究代表者 |
宮田 征門 国土技術政策総合研究所, 住宅研究部, 主任研究官 (40554986)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 省エネルギー / 省CO2 / 建築物 / 空調 / マルチ型エアコン / ヒートポンプ / 運転効率 / 冷媒 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、より省エネルギーな空調設備設計の促進を目指して、マルチ形エアコン(1台の室外機に複数台の室内機を接続して暖冷房を行うシステム)のエネルギー消費特性の実態を踏まえた新たな設計評価手法を開発することである。平成29年度は「現象の解明とモデル化」を目標として、次の3点に関する検討を実施した。
1) 実際の空調機を対象に、温湿度を均一にコントロールできる実験室（１つの室外機チャンバーと３つの室内機チャンバーで構成される）において、室内機の処理熱量に偏在が生じたときの入出力特性を計測した。また、エアコンメーカーに協力を依頼し、実建築物における運転データの収集も行った。この際、エアコン内部の冷媒温度・圧力に関する詳細データも必要となるため、エアコンメーカーと協同して、データの取得及び分析を行った。この計測により、当初の想定どおり、室内機の処理熱量に偏りがある場合に性能低下が生じることが明らかになった。
2) 処理熱量の偏在による効率低下のメカニズムについて分析を行った。1)の実測により得られた非定常データを分析してモリエル線図(p-h線図)上に運転点をプロットし、処理熱量の偏在がヒートポンプサイクル(運転効率)に与える影響を分析した。負荷に偏りがある場合と均一である場合で冷媒の圧力や流量が異なること、これにより運転効率に差が生じることを確認した。
3) 処理熱量の偏在による効率低下を定量的に予測する数理モデルを開発した。負荷の偏在の程度を表すパラメータ（負荷偏在率）を定義し、これと外気温度、室内温度により冷媒温度を推定する回帰式を開発した。
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| 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
おおむね当初の予定どおりである。処理熱量の偏在による効率低下を定量的に予測する数理モデルの開発については、計測を行った当該機種の運転データを使用してパラメータ同定を行ったため他の機種に適用できるかは不明であるが、この点については今後の検討の中で解消をしていく予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成30年度は「建築と機械を融合したシミュレーションの開発」を実施する。空調機の処理熱量の偏在の影響を検討するためには、室内の温湿度が均一であると仮定する従来型の熱負荷計算モデルではなく、空間の温湿度の分布を考慮した熱負荷計算モデルの開発が必要である。また、このモデルの精度検証をオフィスビルの空調システムを模擬した実空間（模擬オフィス実験室）を対象に行う予定である。平成31年度に、平成29年度成果であるエアコンのモデルと平成30年度成果であるシミュレーションを連結し、新たな設計評価技術の提案を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
海外調査に係る旅費について、早期に出張計画を立て安価な航空券を手配できたため、2万円の次年度使用額が生じた。これについては、次年度予定されている実験に必要となるセンサー購入費用等の追加分として使用予定である。
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