パッシブ調湿・太陽熱高密度蓄熱を有する統合型ヒートポンプシステムに関する研究

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24360401
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 長野 克則 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80208032)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: ヒートポンプ / 太陽熱 / 蓄熱 / 調湿 / ZEB

研究実績の概要

１．大出力を目指した密閉系化学蓄熱システムの構築した. 緻密で軽量なアルミニウム製
のコルゲート型熱交換器のフィン間に塩化リチウム担持WSS 紛体を充填した蓄熱ユニットを円筒真空容器内に２枚挿入して蓄熱（吸着）体とした. 単位吸着剤質量あたりの冷熱取り出し量とその冷熱発生効率はそれぞれ200 W/kg, 0.252を得た. これらの値はラボスケールとしては既往の研究に比べて同等以上の値であることを確認した.これまでの研究成果のまとめとして開放系, および密閉系化学蓄熱システムのいくつかの現実的な応用例を提案した.
２．再生可能エネルギーを利用した高効率ヒートポンプシステムの解析シミュレーターを構築した。次に、寒冷地に計画されている再生可能エネルギー利用型高効率ヒートポンプシステムを導入するZEBを目指した子供センター（延べ床面積1500m2, 園児・児童総数90名）について、本シミュレーターを用いて室内温熱環境とエネルギー消費量を計算して従来方式に比べた一次エネルギー削減量およびCO2発生削減量を明らかにした.
３．家庭用のデシカント換気空調統合ヒートポンプシステムを試作し、その性能試験評価を行った.

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] A composite material made of mesoporous siliceous shale impregnated with lithium chloride for an open sorption thermal energy storage system (2015)
  • 著者名/発表者名: Hongzhi Liu, Katsunori Nagano, Junya Togawa
  • 雑誌名: Solar Energy 巻: 111 ページ: 186, 200
  • DOI: doi:10.1016/j.solener.2014.10.044
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Experimental testing of a small sorption air cooler using composite material made from natural siliceous shale and chloride (2015)
  • 著者名/発表者名: Hongzhi Liu, Katsunori Nagano, Atsushi Morita, Junya Togawa, Makoto Nakamura
  • 雑誌名: Applied Thermal Engineering 巻: 28, 5 ページ: 68, 81
  • DOI: doi:10.1016/j.applthermaleng.2015.02.060
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Numerical simulation of an open sorption thermal energy storage system using composite sorbents built into a honeycomb structure (2014)
  • 著者名/発表者名: Hongzhi Liu, Katsunori Nagano
  • 雑誌名: International Journal of Heat and Mass Transfer 巻: 78 ページ: 648, 661
  • DOI: doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2014.07.034
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 稚内層珪質頁岩を用いたデシカント空調の開発【第7報】外気条件に対する予冷・再生温度の検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鍋島佑基、長野克則、外川純也
  • 雑誌名: 日本冷凍空調学会論文集 巻: 31.2 ページ: 111,121
• [学会発表] 稚内層珪質頁岩ローターを用いた中小ビル用デシカント換気ユニットの開発 【その5】ビル用デシカントシステムの実性能評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鍋島佑基、外川純也、吉本周平、小牧あゆみ、中村真人、長野克則
  • 学会等名: 空気調和・衛生工学会
  • 発表場所: 北海道大学、札幌
  • 年月日: 2015-03-10 – 2015-03-10
• [学会発表] 稚内層珪質頁岩を用いたデシカント空調システムに関する研究 【その19】換気ユニットに搭載するエレメントの臭気移行特性評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小牧あゆみ、鈴木崚太、中村真人、長野克則、外川純也、鍋島佑基
  • 学会等名: 空気調和・衛生工学会
  • 発表場所: 北海道大学、札幌
  • 年月日: 2015-03-10 – 2015-03-10
• [学会発表] 稚内層珪質頁岩を用いたデシカント空調システムに関する研究 【その20】実験による運転パラメーターの検討と年間再生投入熱量の推定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小椋凌、長野克則、鍋島佑基、外川純也
  • 学会等名: 空気調和・衛生工学会
  • 発表場所: 北海道大学、札幌
  • 年月日: 2015-03-10 – 2015-03-10
• [学会発表] 家庭用デシカント換気空調ヒートポンプシステムの実証試験 【その6】家庭用統合システムの実性能放評価試験 (2015)
  • 著者名/発表者名: 外川純也、鍋島佑基、小椋凌、中村真人、長野克則、仁木康介、古川修、内野晶弘、石井幸雄、伊藤康之
  • 学会等名: 空気調和・衛生工学会
  • 発表場所: 北海道大学、札幌
  • 年月日: 2015-03-10 – 2015-03-10
• [学会発表] 天然メソポーラス材料を用いた低コスト吸着式ヒートポンプの研究開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 盛田敦、中村真人、劉洪芝、長野克則、外川純也、黒石広明
  • 学会等名: 空気調和・衛生工学会
  • 発表場所: 北海道大学、札幌
  • 年月日: 2015-03-10 – 2015-03-10
• [学会発表] A small sorption air cooler using developed composite material (2014)
  • 著者名/発表者名: Hongzhi LIU
  • 学会等名: The 17th SNU-HU Joint Symposium
  • 発表場所: 北海道大学、札幌
  • 年月日: 2014-12-01 – 2014-12-02
• [学会発表] 稚内層珪質頁岩を用いたデシカント空調システムの開発 【その16】実験住宅における改良型デシカント統合ヒートポンプシステムの夏期実証実験 (2014)
  • 著者名/発表者名: 外川純也、小椋凌、中村真人、長野克則、鍋島佑基、石井幸雄、仁木康介、古川修、伊藤康之
  • 学会等名: 日本冷凍空調学会
  • 発表場所: 佐賀大学、佐賀
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [学会発表] 稚内層珪質頁岩を用いたデシカント空調システムの開発 【その17】中小ビル用デシカントユニットの空調消費電力削減効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長野克則、鍋島佑基、外川純也、小椋凌、中村真人、中村靖、吉本周平
  • 学会等名: 日本冷凍空調学会
  • 発表場所: 佐賀大学、佐賀
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [学会発表] 稚内層珪質頁岩を用いたデシカント空調システムの開発 【その18】外気負荷変動に対する運動条件の検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長野克則、鍋島佑基、外川純也、小椋凌、中村真人、杉山大地
  • 学会等名: 日本冷凍空調学会
  • 発表場所: 佐賀大学、佐賀
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [学会発表] 稚内層珪質頁岩を用いたデシカント空調システムの開発 【その19】全熱交換素子のサイズと効率の検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小椋凌、長野克則、鍋島佑基、外川純也、石井幸雄
  • 学会等名: 日本冷凍空調学会
  • 発表場所: 佐賀大学、佐賀
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [学会発表] 稚内層珪質頁岩を用いたデシカント空調システムの開発 【その20】太陽熱利用型家庭用デシカント空調機の実験的研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森田敦、小椋凌、中村真人、外川純也、鍋島佑基
  • 学会等名: 日本冷凍空調学会
  • 発表場所: 佐賀大学、佐賀
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [学会発表] 札幌市内住宅における省エネルギー還気装置の微生物汚染調査 (2014)
  • 著者名/発表者名: 姜 允敬、長野克則、中村真人
  • 学会等名: 空気調和・衛生工学会
  • 発表場所: 秋田大学、秋田
  • 年月日: 2014-09-03 – 2014-09-05
• [学会発表] A Composite Mesoporous Material for an Open Sorption Thermal Energy Storage System (2014)
  • 著者名/発表者名: Hongzhi Liu、katsunori Nagano、Daichi Sugiyama、Junya Togawa、Makoto Nakamura
  • 学会等名: The 15th International Heat Transfer Conference
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center
  • 年月日: 2014-08-10 – 2014-08-15