| 研究概要 |
空気熱源ヒートポンプ式ルームエアコンにおいては、外気温が低下する場合あるいは低温多湿な気象条件下では、暖房運転時に蒸発器として機能している室外熱交換器に着霜が生じ易く、これによりサイクル性能は著しく低下する。本研究は蒸発器の周囲環境と霜層生成、ならびに着霜時のサイクル動特性を究明することにより、除霜などの操作を含めたヒートポンプ運転の最適条件、さらにはシステムの改善を図ることを目的とするものである。
本年度は計画に従い、着霜時におけるシステム特性の基本となる、無着霜時のサイクルの釣合いならびにシステムの動特性を理論的に解析し、一方では室外蒸発熱交換器の着霜時の特性を、システムと独立した構成要素を用いて実験的に追究し、以下の結果を得た。1.無着霜時のシステム動特性 蒸発器,凝縮器,圧縮機をサイクルを構成する主要機器とし、それらの特性を連結することにより、冷媒の蒸発温度と凝縮温度の関係としての釣合い点を求める方法を提示した。例として、冷媒にR12,R22を用いている市販のヒートポンプを対象に釣合い点の計算を行い、外気および室内条件の影響を含めてシステムの動特性が明らかとなった。さらに、供試ヒートポンプの室内・外機の周囲温・湿度条件をサイクロメトリック室で調節した運転実験を行い、上記の解析との比較がなされた。2.着霜を伴う室外蒸発器の熱交換特性 フィン付蒸発器の着霜時の熱伝達の変化を、送風量が一定の場合と、送風機回転数がそれぞれ一定の場合とに対して実験を行った。前者に対する見掛けの熱伝達率は、着霜初期で一度低下しその後増加する特徴的な変化を示すが、これは霜層の成長による霜層物性の動的変化に関係することが明らかとなった。一方、後者の場合には霜の成長に伴う圧損が増えるため空気流量は次第に低下する。ここでは運転条件の差異を含め、熱伝達率の変化が霜層成長と関連づけられた。
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