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2020 年度 実績報告書

太陽熱を利用した夏季除湿と冬季集熱が可能なインテリジェントPDSC外被システム

研究課題

研究課題/領域番号 19J11417
研究機関九州大学

研究代表者

李 学成  九州大学, 人間環境学研究院, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2021-03-31
キーワード再生可能エネルギー / 自然除湿 / 放射冷却 / 太陽熱集熱 / 湿度調節
研究実績の概要

本研究では,再生可能エネルギーを利用した省エネルギー住宅の設計を目的として,室内外の熱力学ポテンシャル差を利用して空気循環により夏季は自然に冷却・除湿し,冬季は太陽集熱する熱性能可変型のインテリジェント・パッシブシステム(PDSC: Passive Dehumidification and Solar Collection)を開発するとともに,その温湿度制御性能および省エネルギー効果について検討している。まず,温度・濃度・圧力・外力等の水蒸気移動に関わる各種物理量を,同次元のエネルギー(熱力学関数で定義される水分ポテンシャル)に統一化して表現し,熱・水分・空気の連成現象を非平衡熱力学に則ったエネルギーの流れとして表すことで,PDSC外被システムの基本概念を理論的に説明した。次に,実大の実証住宅を用いたフィールド実験により,本システムが夏季は冷却・除湿による室内温湿度の低下,冬季は太陽集熱と吸放湿による温度上昇と調湿の機能を有することを実証した。さらに,熱・水分・空気連成を考慮した建築環境シミュレーションを行い,計算条件(対象地域と建物仕様)を変更したパラメトリック感度解析により,本システムの優れた恒温恒湿性能と顕熱・潜熱負荷の低減効果を明らかにした。以上,冷暖房時の顕熱負荷のみならず,これまでは極めて困難であった冷房時の潜熱負荷をも削減する技術を提案するとともに,その実用化を目指すもので,先進的で萌芽性・学術性に優れる。また,非平衡熱力学に則った熱・水分・空気の複合移動解析方法は斬新的で工学的有用性が高く,建築環境工学に寄与するところが大きい。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Housing design methodology for passive hygrothermal control and effect verification via field measurements2020

    • 著者名/発表者名
      Lee Haksung、Ozaki Akihito
    • 雑誌名

      Building and Environment

      巻: 185 ページ: 107241~107241

    • DOI

      10.1016/j.buildenv.2020.107241

  • [学会発表] 太陽熱を利用した夏季除湿・放熱と冬季集熱が可能な外被システムの開発に関する研究 その5 夏季における除湿と放射冷却効果に関する実測および解析2020

    • 著者名/発表者名
      陳雨露、李学成、尾崎明仁、山本高広
    • 学会等名
      日本建築学会九州支部研究報告集
  • [学会発表] 太陽熱を利用した夏季除湿・放熱と冬季集熱が可能な外被システムの開発に関する研究 その6 実証住宅を用いた数値解析によるシステムの性能解析2020

    • 著者名/発表者名
      李学成、陳雨露、尾崎明仁、山本高広
    • 学会等名
      日本建築学会九州支部研究報告集
  • [学会発表] 再生可能エネルギーを利用して温度・湿度を調節するPDSCインテリジェント外被システム  その1 夏季の除湿・放熱と冬季の調湿・集熱効果に関する実測および解析2020

    • 著者名/発表者名
      陳雨露、李学成、尾崎明仁、山本高広
    • 学会等名
      日本建築学会大会
  • [学会発表] 再生可能エネルギーを利用して温度・湿度を調節するPDSCインテリジェント外被システム その2 実証住宅を用いた数値解析によるシステムの性能解析2020

    • 著者名/発表者名
      李学成、陳雨露、尾崎明仁、山本高広
    • 学会等名
      日本建築学会大会

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公開日: 2021-12-27  

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