| 研究課題/領域番号 |
26850150
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| 研究機関 | 弘前大学 |
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研究代表者 |
森谷 慈宙 弘前大学, 農学生命科学部, 助教 (30539870)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | ヒートポンプ / 地下水 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、ランニングコストを抑えるために熱交換井の改良を行い、その効果を検討するものである。改良点は、熱交換性の長さを短縮する代わりに、杭表面に数センチメートルの孔を施した。これにより、長さの短縮に伴う採熱効率の低下を抑えることができる。これまで、主に熱交換井の改良について検討を行ってきた。特に、ボーリングマシンを使わずにパワーシャベルを使った回転埋設型の鋼管杭を熱交換井として用いる方式を確立した。この方法により、施工費の削減や採熱効率の増加が可能となった。また、地中に埋設した融雪槽と採熱鋼管杭により、大きな雪塊を砕いて融かす技術も確立した（実願2014-4629）。他方、一連の実験で熱交換井のみでは採熱量が低く、融雪能力に対して限界が見られた。そこで、補助熱源としてのヒートポンプの性能を評価するため、エアコンを分解してヒートポンプを剥き出しにした装置を用いて、加熱能力の測定を行った。この結果、採熱側が5℃程度の低温の水源を用いた場合、COPが4前後であったが、水源を地下水温度の15℃にした場合、5.5と増加がみられた。本課題ではヒートポンプレスであったが、本熱交換井とヒートポンプを組み合わせることにより、低コストで耐久性の高い融雪システムを提案できる可能性が示唆された。
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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
地盤の柔らかい青森市では本案により10m深まで掘削可能ということが既に分かっていたが、弘前市のような地盤の固い場所では、前もって掘削してから埋設する必要があり、大きなコスト低下が望めないことが分かった。例えば、弘前大学で熱交換井の埋設を行ったが、4m深程度まで掘削できず、十分な地下水が得られなかった。
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| 今後の研究の推進方策 |
ヒートポンプの加熱能力は，凝縮器および蒸発器の環境温度や成績係数(COP)そして圧縮機効率などに影響される。そこで本研究では，まずこれら影響因子について，比較的測定が簡易な熱交換器の環境温度を変数にした近似式を求めることができた。今後は、圧縮機消費電力などの外部要因のみを用いて，加熱能力のシミュレーションについて検討を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
他の助成金から物品費の一部を購入したため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
今年度は研究期間の最終年度であり、成果を学会などで発表を行っていく予定である。
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