換気用全熱交換器の最適設計に向けた顕熱・潜熱・臭気物質同時移動モデルの開発

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2022年度の(R4年度)の具体的な実施状況を以下のように報告する．(1)2DのCFD解析用小型の全熱交換エレメントモデルを作成し，有効全熱交換面及び断熱・断湿面の面積，長さ，位置，および数が熱伝達効率に及ぼす影響を評価した．断熱面積が大きくなるほどエレメント内の全体の有効全熱交換面積当たり熱伝達率の値は小さくなり，有効全熱交換面積当たり熱伝達率の値は大きくなっていることを確認した．一般的な熱交換器の全熱交換ユニットを組み上げた場合，有効全熱交換面及び断熱・断湿面のサイズおよび間隔等の効果が実際の全熱交換効率に与える影響を詳細に検討している．(2)CFD解析と顕熱・潜熱・臭気物質移動モデルの連成解析手法の確立について，気相－固相界面でのフラックス保存式を共有させた連成解析モデルとして整備した．小型の全熱交換エレメントのプロトタイプモデルを対象とした交換効率測定で実施した基礎実験を行い，実験結果とCFD解析結果を比較し，予測精度を検証した．(3)熱交換と空気清浄を両立する複層竪ダクト型換気システムのコンセプトモデルを対象として竪ダクトサイズと複層数，外気処理量が顕熱交換効率に与える影響を数値解析にて系統的に検討した．熱交換と空気清浄を両立する複層竪ダクト型換気システムの概念を提示した上で，一般住宅の1フロア分の階高を利用したシステム構築を前提として基本仕様に関するパラメトリック簡易解析を実施することで，市場流通している全熱交換側換気システムと同等程度の熱交換効率を確保したシステム構築が可能となることを確認した．予備検討として単層竪ダクトを対象としてLagrange モデルに基づいたCFD解析を行うことで，粒子状物質の流入に対するパッシブ除去効果が得られることも確認した．