直列連結式温度成層型蓄熱システムの蓄熱量予測と蓄熱運転制御に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650650
• Research Institution: Mie University
• Principal Investigator: 相良 和伸 三重大学, 工学部, 教授 (30109285)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北野 博亮 三重大学, 工学部, 助手 (80293801) ; 寺島 貴根 三重大学, 工学部, 助教授 (90217422)
• Keywords: 蓄熱 / 温度成層 / 直列式 / 最適設計 / 運転制御 / 温度分布 / 蓄熱量 / 予測

Research Abstract

本研究は、高い蓄熱効率が期待できる直列連結式の温度成層型蓄熱システムの最適設計および最適蓄熱運転を目標として、流入口・連通口などの蓄熱特性への影響の把握、槽内温度分布の推移を予測するためのモデルの構築、各種条件下での蓄熱量予測手法の開発を可能とするものである。
これまでの研究成果として、単独槽による一定流量・定温度入力を基本として、変動入力条件に拡張したモデルの開発を行い、直列に連結することによる第2槽以降の変動温度入力についても対応できようになっている。初年度の昨年度には、直列に連結した実験用蓄熱槽を構築し、一定流量・温度条件における基本的な槽内混合特性を実験的に検討し、モデルの予測制度の検証を行った。それを踏まえて、本年度は、任意の変動入力条件に対応できるモデルの開発、実システムの実測結果でのモデルの検証、実際の運転状況における蓄熱量の推移の予測精度の検証に関する以下の研究を実施した。
1.蓄熱槽に流入する温度と流量を任意に変化させるための制御システムを構築して、様々な変動入力条件下における実験を実施し、冷接点装置を用いた精度の高い槽内温度の計測を行うことにより、変動入力条件における槽内混合特性を検討した。
2.実験結果の分析を踏まえて任意変動入力対応モデルの再検討を行い、実システムにおける種々の条件下での槽内温度分布が予測できる槽内混合モデルを作成し、モデルの予測精度の検証を行った。
3.現在稼動中の実システムの実測を夏期の冷房負荷が最大となる時期に行い、模型実験槽における混合特性と実規模蓄熱槽における混合特性の違いを検討するとともに、実大規模に槽内混合モデルを適用した場合の問題点を検討した。