2016 Fiscal Year Research-status Report
低位熱エネルギー回収向け多段型相変化蓄熱熱交換システムの開発と熱輸送機構の解明
| Project/Area Number |
15K00632
|
|---|
| Research Institution | Ibaraki University |
|---|
Principal Investigator |
稲垣 照美 茨城大学, 工学部, 教授 (90184712)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
李 艶栄 茨城大学, 工学部, 講師 (20712821) [Withdrawn]
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 伝熱 / 熱交換器 / 相変化蓄熱 / 熱物性 / 環境志向 / 低位熱エネルギー / 廃熱利用 / 凝固・融解 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
「低位熱エネルギー回収向け多段型相変化蓄熱熱交換システムの開発と熱輸送機構の解明」では，工業的に広く利用されている排熱温度域よりもさらに低温度域の未利用低位熱エネルギーまでの有効利用を志向している．研究は以下の三つの要素から構成され，それらは①「専用蓄熱媒体の熱・物理・化学的特性の解明」，②「多段型相変化蓄熱熱交換システムの構築と評価」及び③「蓄熱熱交換システム内部の伝熱・流動現象の解明」である．ここでは，蓄熱媒体の最適化と熱物性を同定するとともに，相変化蓄熱に付随する諸熱流動現象を実験的に解明しながら，環境志向の家庭用多段型相変化蓄熱熱交換システムの設計指針の確立を目指している．
平成28年度は，主に②「多段型相変化蓄熱熱交換システムの構築と評価」及び③「蓄熱熱交換システム内部の伝熱・流動現象の解明」を目的とした．ここでは，実用に供する実際の多段型相変化蓄熱熱交換システムをモデリングし，構築したモデル実験装置を活用して相変化蓄熱特性や熱輸送特性を実験的に把握しながら相変化蓄熱を具備した高性能・小型・高耐久・低位熱エネルギーレベル・省エネルギーな伝熱制御技術や汎用性の確立へ向けた準備を行った．
本研究の成果の一部は，化学工学会の化学工学論文集に「鉛直磁場下におけるマグネタイト系磁性流体の熱物性と水平密閉矩形容器内の自然対流熱伝達」と題して平成28年度内に採録（43巻2号pp. 103-110, 2017)され，また化学工学会の化学工学論文集に「鉛直磁場下におけるフェライト系系磁性流体の熱物性と水平密閉矩形容器内の自然対流熱伝達」と題して平成28年度内に平成29年度への採録決定がなされた．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究の成果の一部は，化学工学会の化学工学論文集に「鉛直磁場下におけるマグネタイト系磁性流体の熱物性と水平密閉矩形容器内の自然対流熱伝達」と題して平成28年度内に採録（43巻2号pp. 103-110, 2017)され，また化学工学会の化学工学論文集に「鉛直磁場下におけるフェライト系系磁性流体の熱物性と水平密閉矩形容器内の自然対流熱伝達」と題して平成28年度内に平成29年度への採録決定がなされた．この他，国内における講演会（日本伝熱シンポジウム，日本潜熱シンポジウム，日本機械学会）などで幾つかの研究発表の実施した．
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度では，これまで培った要素技術の成果を融合させながら実験を継続し，エネルギーの有効利用や省エネルギー技術の観点から多段型相変化蓄熱熱交換システムの設計指針の確立を進める．また，平成28年度における多段型相変化蓄熱熱交換システムのモデリングを踏まえて実証試験器を設計・構築し，実証試験を進めて設計指針の確立を図る．なお，平成29年度4月時点において設計図面や実験材料など全てが揃えられており，現在制作を開始し，実証試験開始を6月上旬と予定している．
研究代表者は，本年度の成果を，第54回日本伝熱シンポジウム（開催地：大宮市），平成29年度日本機械学会関東支部茨城講演会（開催地：日立市），化学工学会第49回秋季大会（開催地：名古屋市），日本潜熱工学研究会第7回潜熱シンポジウム（開催地：未定）において研究発表予定である．また，可視化情報学会誌と化学工学論文集において論文投稿を予定している．
|
