| 研究課題/領域番号 |
20K14886
|
|---|
| 研究機関 | 福岡女子大学 |
|---|
研究代表者 |
鄭 朱娟 福岡女子大学, 国際文理学部, 助教 (70793545)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| キーワード | 小型全熱交換エレメント / CFD解析 / 熱交換効率 / 熱交換面積 / 断熱面積 |
|---|
| 研究実績の概要 |
2022年度の(R4年度)の具体的な実施状況を以下のように報告する．
(1)2DのCFD解析用小型の全熱交換エレメントモデルを作成し，有効全熱交換面及び断熱・断湿面の面積，長さ，位置，および数が熱伝達効率に及ぼす影響を評価した．断熱面積が大きくなるほどエレメント内の全体の有効全熱交換面積当たり熱伝達率の値は小さくなり，有効全熱交換面積当たり熱伝達率の値は大きくなっていることを確認した．一般的な熱交換器の全熱交換ユニットを組み上げた場合，有効全熱交換面及び断熱・断湿面のサイズおよび間隔等の効果が実際の全熱交換効率に与える影響を詳細に検討している．
(2)CFD解析と顕熱・潜熱・臭気物質移動モデルの連成解析手法の確立について，気相－固相界面でのフラックス保存式を共有させた連成解析モデルとして整備した．小型の全熱交換エレメントのプロトタイプモデルを対象とした交換効率測定で実施した基礎実験を行い，実験結果とCFD解析結果を比較し，予測精度を検証した．
(3)熱交換と空気清浄を両立する複層竪ダクト型換気システムのコンセプトモデルを対象として竪ダクトサイズと複層数，外気処理量が顕熱交換効率に与える影響を数値解析にて系統的に検討した．熱交換と空気清浄を両立する複層竪ダクト型換気システムの概念を提示した上で，一般住宅の1フロア分の階高を利用したシステム構築を前提として基本仕様に関するパラメトリック簡易解析を実施することで，市場流通している全熱交換側換気システムと同等程度の熱交換効率を確保したシステム構築が可能となることを確認した．予備検討として単層竪ダクトを対象としてLagrange モデルに基づいたCFD解析を行うことで，粒子状物質の流入に対するパッシブ除去効果が得られることも確認した．
|
| 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
当初の計画とおり，目標に向いておおむね順調に進展している．現在，次年度の研究遂行のために確立した数値解析モデルを用いてパラメトリック解析と最適設計に向けたチャートの整備のためのCFD解析に着手している．
|
| 今後の研究の推進方策 |
パラメトリック解析と最適設計に向けたチャートの整備する．性能改善に寄与する空気流量，材料の透湿性能，流路の幾何形状，有効全熱交換面積(断熱・断湿面パッチ)の4要素に着目し，物性値を段階的に変化させた系統的解析を実施し，各種設定条件が交換効率，対流熱伝達率，フィン効率に与える影響を把握する．また，各種物性値や幾何条件要素の感度と相互関係を定量化し，エレメント最適設計ための指針(チャート)を作成する．
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
2022年度に，大容量の解析データ保存を保存するため，データハードディスクドライブを研究経費に計上し，計画の通り購入したが，値下がりが発生したため，未使用額が生じた．このため，未使用額は次年度の物品費に充てることにしたい．
|
