| 研究課題/領域番号 |
26420255
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| 研究機関 | 福井工業大学 |
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研究代表者 |
中尾 一成 福井工業大学, 工学部, 教授 (50586469)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 除霜 / 冷却器 / 冷凍 / 誘導加熱 / 熱物質移動 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は除霜に誘導加熱方式を適用し、逆サイクル運転せず、外部から直接加熱し、霜を融解するシステムを開発することを目的とする。本方式の開発により暖房時のノンストップ暖房、省エネルギー運転および熱交換器の能力向上や小型化が期待され、連続的な瞬時加熱、霜融解による“無着霜熱交換器”実現の可能性も有している。
平成26年度は原理実証試験装置(下記低温環境試験室)の立ち上げと着霜検証を行った。特に無着霜熱交換器の原理実証評価のためには一定低温でかつ高湿度に制御しうる以下に示す低温環境試験室の構築と動作確認が必須であり本年度はこれに注力した。
本装置は、外寸1200mm×2000mm×2530mmの断熱箱、その断熱箱内部を一定低温・一定湿度環境下に制御可能な冷凍装置、超音波加湿器(加湿量1.0 l/hr、ユーキャン製)、さらには着霜試験用冷却器(銅管直径9.25mm、アルミフィンピッチ4mm、伝熱面積2.35m2、着霜厚さ1mmを想定)およびその冷却器に－30℃の不凍液(エチレングリコール72wt%)を供給可能な断熱箱外部に設置された低温恒温水槽(不凍液温度－30℃時冷却能力 約590W)から構成される。
断熱箱内部の湿度を約80%にした状態で空気温度を－30℃まで低下させた後、低温恒温水槽から循環ポンプにて温度－30℃の不凍液を着霜試験用冷却器に供給し、運転開始後、2時間以内で冷却器のフィン全面に着霜することを確認した。また、数10kHzの高周波を供給しうる電磁誘導コイルや駆動・制御回路を作製し、電気的な基本動作を確認した。さらに誘導加熱実験における電気絶縁、電気配線方法や試験方法について検討した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
無着霜熱交換器の原理実証評価のためには低温環境試験室の構築と動作確認が必須であり設計段階での試験方法や装置構成の検討や試運転等に時間を要した。このため、誘導加熱による除霜効果の再確認、影響パラメータの絞込みまで至らなかった。
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| 今後の研究の推進方策 |
低温環境試験室の構築がほぼ完了したので、設備の仕様や操作手順を整理する。また、これを利用した着霜・除霜試験方法の立案と誘導加熱の効率に及ぼすパラメータの絞込みを行う。さらに、熱・流体系における外部誘導加熱を考慮した熱物質移動モデルを提案し、実験との比較検証を行いたい。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
誘導加熱に必要な電磁誘導コイルや駆動・制御回路は一時的に代用可能なものがあり購入を見合わせたためである。
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度では上記の代用のものに替えて加熱容量の大きい新規の駆動制御回路を製作する予定である。
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