冷媒吸着質と蓄熱吸着材をマルチコンポーネント化した高性能吸着ヒートポンプの開発

多元制冷剂吸附剂及蓄热吸附剂高性能吸附式热泵的开发

• 批准号: 10750546
• 负责人: 汲田 幹夫
• 金额: $ 0.45万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10750546/
• 关键词: 吸着ヒートポンプ; 蒸気吸着平衡; 粒子内拡散係数; 水蒸気; 低級アルコール; 繊維状活性炭; 冷熱生成; 混合吸着系; 未利用低温廃熱; 多成分蒸気

本研究は、吸着ヒートポンプ(AHP)の作動吸着系である冷媒吸着質と蓄熱吸着材をそれぞれ多成分(マルチコンポーネント)化することにより本ヒートポンプの冷熱生成性能の向上を図るものである.昨年度の結果を踏まえ,本年度は,ヒートポンプ操作において重要となる組込み吸着系の過渡的吸着特性と試作密閉型AHP装置による冷熱生成機能の評価を行い,次に示す知見を得た.1)メタノールに比べ毒性の少ないエタノールを吸着質に用いた場合,シリカゲル,粒状および繊維状活性炭に対する蒸気吸脱着平衡は,メタノールの場合と概ね同様の関係を示し,1200〜1500m^2・g^<-1>の比表面積を有する繊維状活性炭が多量のエタノール蒸気吸着量を示した.また,全ての吸着系の平衡関係はLangmuir吸着等温式で整理できることが分かった.2)吸着温度30℃,蒸発温度20℃における水蒸気およびアルコール蒸気の吸着速度は,吸着材によらず蒸気圧の高いアルコールの場合が速く,水蒸気で40〜50分,アルコール蒸気で15〜20分の吸着時間によりほぼ平衡に到達する.3)アルコール/シリカゲルおよび活性炭系の過渡的吸着現象は,1次元粒子内拡散吸着モデルで再現でき,粒子径を考慮したアルコール蒸気の粒子内拡散係数(D/r^2)は,繊維状活性炭の場合,シリカゲルに比べ10^3培以上となることが分かった.4)シリカゲルを吸着材に用いた場合の水・メタノール系混合冷媒の過渡的な蒸発組成変化は,それぞれの蒸気圧と吸着速度の影響を受け,通常の気液平衡から推算される値とはかなりの差異を生じる.5)メタノール水溶液/シリカゲル・活性炭混合系を用いたAHPでは,水およびメタノールを単独に冷媒として用いた場合と比較して,冷熱生成量やその温度レベルに飛躍的な向上は認められなかった.これは,混合吸着材への水蒸気の吸脱着速度が遅いことに加え,再生過程において活性炭から脱着した水蒸気が近接するシリカゲルへ再吸着することによると考えられ,冷熱生成性能の向上を図るためには,混合吸着材の分離充填が必要となることが明らかとなった.

In this paper, the adsorption system of adsorption and heat storage of Freon was studied. Last year's results showed that this year's results showed that the adsorption characteristics of the adsorption system transition and the evaluation of the cold and heat generation function of the closed AHP device were obtained. 1) The adsorption characteristics of the adsorption system transition and the adsorption characteristics of the adsorption system transition and the adsorption characteristics of the adsorption system transition were evaluated. The specific surface area of 1200 ~ 1500 m^2·g^<-1>is the largest amount of activated carbon. 2) Sorption temperature: 30℃, evaporation temperature: 20℃, evaporation temperature: 40 ~ 50 min, evaporation temperature: 30℃, evaporation temperature: 20℃, evaporation temperature: 40 ~ 50 min. The adsorption time of 15 ~ 20 minutes for the vapor phase is 15 ~ 20 minutes. The adsorption equilibrium is reached. 3) The adsorption phenomenon of the transition between the vapor phase and the activated carbon system is 10 ~ 20 minutes. The adsorption phenomenon of the transition between the vapor phase and the activated carbon system is 10 ~ 20 minutes. The particle diameter is considered. The particle dispersion coefficient (D/r^2) of the vapor phase is 10 minutes. In the case of the activated carbon system, the adsorption phenomenon of the transition between the vapor phase and the activated carbon system is 10 minutes. The vapor phase composition change of the mixture of Freon and water in the case of adsorption material is affected by the vapor pressure adsorption rate of the mixture, and the difference between the vapor phase equilibrium and the adsorption rate of Freon and water in the case of adsorption material is usually calculated. The temperature of water is different from that of Freon. The adsorption and desorption speed of water vapor of mixed adsorbent is increased, and the regeneration process of activated carbon is increased.