2023 年度研究成果報告書

複雑な形状である放熱器を用いた冷暖房設備の設計手法に関する研究

研究課題

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研究課題/領域番号	19K04732
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分23020:建築環境および建築設備関連
研究機関	新潟県立大学
研究代表者	坂口淳新潟県立大学, 国際経済学部, 教授 (90300079)
研究期間 (年度)	2019-04-01 – 2024-03-31
キーワード	放熱器 / 対流熱伝達 / 放射熱伝達
研究成果の概要	本研究では単純形状及び複雑形状の放熱器周りを気流・温度分布を熱流体解析（CFD）を行い放熱器形状と自然対流場の違いについて明らかにした。既往研究を参考にCFDを用いてベクトル放射温度計の開発を行う。室内中央部にオイルヒータ相当の発熱源を設置した解析では、計算ケースごとの気流・温度分布の違いは少ないことが明らかになった。次にベクトル放射温度計のCFDでは、平行２平板内の解析は理論的に良好な結果が得られたが、実空間を対象とした解析では放熱器以外の壁や床、天井などの放射熱伝達によりベクトル放射温度計を用いて、放熱器の放射に関する簡易モデルは作ることが困難であることが明らかになった。
自由記述の分野	建築環境学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究では複雑形状の放熱器で主に自然対流によって冷暖房を行う場合の室内気流分布と放熱器の形状について考察した。本研究では合計6ケースの放熱器周りの気流分布を解析しているが、放熱器の形状による気流・温度分布の違いは少ないことが明らかになった。本研究ではさらにベクトル放射温度計を用いて複雑形状の放熱器の放射熱伝達の簡易モデルについてCFDを用いて検討を行っている。ベクトル放射温度計は既往研究でも色々と試みられているが、屋外空間やビニールハウス、畜舎などの断熱気密性能の低い環境において行われているものであり、本研究のような住空間を対象にしていない。ベクトル放射温度計を用いたモデル化は困難であった。