| 研究課題/領域番号 |
62850037
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| 研究種目 |
試験研究
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
熱工学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
斉藤 孝基 東京大学, 工学部, 教授 (40010681)
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| 研究分担者 |
藤原 健一 日本電装, 第3開発部, 課長
飛原 英治 東京大学, 工学部, 助教授 (00156613)
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| 研究期間 (年度) |
1987 – 1988
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| キーワード | ヒートポンプ / 非共沸混合冷媒 / 冷凍サイクル / シミュレーション / 物質伝達 / 熱伝達 |
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| 研究概要 |
ヒートポンプの高温化、高能率化を目指して、種々の制約条件から実用化は困難と考えられている従来の単一冷媒の代わりに、二種類の冷媒を混合してえられる非共沸混合冷媒を適用することを考える。その特徴を生かすためには十分広い伝熱面積を有する向流型熱交換器を用いることが必要であるので、実用化のためにはコストの点で熱交換器の最適化が重要な課題となる。そこで、蒸発器,凝縮器の伝熱面積の最適化、混合する冷媒の種類と混合比の選択、適正な冷凍回路の選定等のために冷凍サイクルシミュレータを開発することを目的とする。
(1)ハードウェアの情報、熱伝達の情報、環境情報、基本仕様を入力することにより、冷凍サイクルの動作点を決定し、性能を予測する冷凍サイクルシミュレータを開発した。
(2)非共沸混合冷媒を用いた冷凍機においては、熱交換器における熱伝達率が単一冷媒のそれより低下することが知られているので、その程度を定量的に評価するために、凝縮、蒸発熱伝達率について混合することによる低下機構を適切な形でモデル化し、それらは実験結果とよく一致することを示した。
(3)高温用ヒートポンプ試験装置を設計製作した。熱交換器は向流式二重管で、伝熱面積を自由に変更できるような形式であり、柔軟に試験条件を設定できる。試験結果をもとに、シミュレータの問題点の摘出、改善を行なった。
(4)R12、R22の単一冷媒、及びR22-R114系の混合冷媒についてヒートポンプの実験とシミュレーションを行い、混合冷媒の成績係数が単一冷媒のときよりも改善される条件は、熱源水の温度変化が大きい場合に限られ、それには十分広い伝熱面積が必要となることが明らかになった。計算の範囲内では、成績係数が最も改善される組成は、10%R22-90%R114の付近であった。
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