2017 Fiscal Year Annual Research Report
Study on thermal transport mechanism of phase change thermal storage exchange system
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15K00632
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
稲垣 照美 茨城大学, 工学部, 教授 (90184712)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
李 艶栄 茨城大学, 工学部, 講師 (20712821) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 伝熱 / 熱交換器 / 自然対流 / 相変化 / 蓄熱 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，工場や商業・民生施設などの様々な環境から排出される廃熱エネルギーを有効資源として再活用するための方法の一つとして潜熱蓄熱技術に着目した．著者らは小型分散化オフィスや家庭向けに使用済み熱エネルギーを有効に蓄熱しながら再利用する方法としての蓄熱技術「低位熱エネルギー相変化蓄熱式熱交換システム」を新たに考案し，エネルギーの有効利用や省エネルギー技術の観点から民生用多段型相変化蓄熱式熱交換システムの設計指針の確立を目指した．ここでは，融点の異なる相変化蓄熱物質であるラウリン酸，カプリン酸，ミリスチン酸などの脂肪酸をそれぞれ相変化蓄熱式水平円筒熱交換器内に充填し，直列に接続した直列接続二段型相変化蓄熱式熱交換システム及び直列接続三段型相変化蓄熱式熱交換システムを実際に構成して性能評価実験を行った．同時に，脂肪酸に特有な熱物性についても総括的な研究を進めた．
その結果，以下の知見を得た．（１）融解プロセスでは伝熱管（銅管）周りから融解が開始され，伝熱管（銅管）上部，側部，下部の順に融解が進展する．一方，凝固プロセスでは，伝熱管（銅管）周りから凝固が開始され，左右対称に凝固が進展する．（２）融解・凝固時の出入口温度差は，流量が大きいほど小さい．温度効率は，流量が小さいほど大きく．また，蓄熱速度は，流量が大きいほど大きい．放熱速度は，流量による影響が少ない．（３）二段型あるいは三段型相変化蓄熱式熱交換器の融解・凝固プロセスにおける温度挙動，出入口温度差，温度効率などの特性が単段型相変化蓄熱式熱交換器のそれとほぼ類似する．
以上を踏まえて研究遂行者は，幾つかの実験を通じて当該システムが工場や商業・民生施設などの様々環境から排出される廃熱エネルギーを有効資源として再活用するための有望な方式であることを確認した．
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Research Products
(18 results)
