2009 Fiscal Year Annual Research Report
空気・太陽・地中熱源ネットワークを最適化したヒートポンプシステムの開発
Project/Area Number |
09F09292
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
加藤 信介 The University of Tokyo, 生産技術研究所, 教授
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
南 有鎮 東京大学, 生産技術研究所, 外国人特別研究員
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Keywords | 熱源システム / 建物熱負荷 / 実大実験 / エネルギーシミュレーション / 地中熱 / 太陽熱 |
Research Abstract |
本研究は、気象環境や太陽熱、地中熱など建物周囲の多様な自然エネルギーを有効利用し、熱融通と蓄熱を組み合わせて、暖房、冷房、給湯、冷凍など多彩な熱利用を高効率に実現する熱利用ネットワークシステムを開発することを目的とする。平成21年度においては以下の研究項目を実施した。 1.実スケール実験装置を用いたフィールド実験 東京大学生産技術研究所千葉実験所において、空気熱・地中熱併用の冷暖房・給湯システムの実大実験装置を構築し、システム性能検討を行った。その結果、空気熱源による土壌蓄熱(土壌温度の強制回復)が1日サイクルにおいてのシステム性能向上に有効であることが確認できた。 2.数値解析を用いたシステム性能予測手法の開発 本システムの性能予測のための数値解析手法を提案し、地中熱交換器モデル、建物負荷モデル、地表面熱収支モデルを連成したシミュレーションモデルの構築を行った。 3.熱源ネットワークの設計手法の開発 システム設計手法の開発のため、多数室熱負荷計算コードTRNSYSを用いた熱源ネットワークモデルを構築し、様々な条件(熱源温度条件、負荷条件、運転条件など)においてのケーススタディを行った。 4.在室者の生活パターンを考慮した室内最適設計・運転手法の検討 多様な熱源ネットワークの検討と共に在室者の生活パターンを考慮した冷暖房・給湯システムの最適設計のため、建物エネルギーシミュレーションとCFD(Computation Fluid Dynamics)の連成解析および遺伝的アルゴリズムGA(Genetic Algorithm)の導入について実設計における適用可能性を検討した。
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