直接熱交換型アルミ-吸着剤積層ブロックによる除湿冷房プロセスの性能改善

使用直接热交换铝吸附层压块提高除湿和冷却过程的性能

• 批准号: 12750670
• 负责人: 児玉 昭雄
• 金额: $ 0.38万
• 依托单位: Kumamoto 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: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750670/
• 关键词: デシカント; 冷房; 除湿; 吸着; 吸着熱; 熱交換; コジェネレーション; ハニカム; シクカゲル

アルミ-吸着材ハニカム積層体である同時熱交換型除湿ブロックでは、それ白体の顕熱および潜熱(吸着熱)の連続除去により除湿性能が向上する。本年度は低温排熱駆動型のデシカント空調プロセスへの展開に際して、その効果と間題点の抽出を試みた。試作した除湿ブロックはガラス繊維を基材とするシリカゲルハニカムとアルミハニカムとを交互に重ねたO.2x0.2x0.3mの直交型熱交換器類似体で、かさ密度は220kg/m^3、吸着材とアルミの重量比は1:1、層間の伝熱面積は5OOm^2/m^3である。実験において再生温度は50-80℃、半サイクル時間(吸着あるいは再生時間)は600s-1200sの間で変化させたが、原料・再生空気供給流速および熱交換面への冷却空気(外気=室温)の供給流速は0.5m/sに一定とした。高湿度外気(温度30.6℃,湿度18.2g/kg)の除湿処理における吸着側出口空気状態と熱交換側出口の空気温度の経時変化を測定した。ここで吸着出口空気湿度の時間平均は10.9g/kgとなり、従来型の断熱吸着除湿操作における10g/kgよりも高い結果となった。しかし、除湿ブロックでは熱交換側空気による顕熱除去によって吸着材の冷却は早く、吸着開始から80秒後には断熱吸着では超えることのできない原料空気のエンタルピーを下回ることが示された。また、吸着熱除去によって50-500秒では従来型よりも著しく低い湿度の空気が得られた。この低湿度部分のみを利用することによって、冷却効果の大きいデシカント空調プロセスが構築可能であることが示唆された。吸着・予熱・再生・冷却の4行程からなるデシカント空調プロセスの性能予測を行った。ここで、吸着行程にある除湿ブロックの冷却に温度の低い室内からの還気を用いることにより吸着熱除去効果が高まり、上記実験よりも低い湿度の乾燥空気が得られる。同時に還気は吸着熱を受け取って予熱されるが、これを加熱して再生空気とすることで省エネルギーが図れる。一方、除湿ブロックの予冷却で温度が上昇した空気は別の除湿ブロックの予熱に利用できる。理想的な空気状態変化が達成できた場合、給気と還気のエンタルピー差である冷却効果CEは25kJ/kg、COPは1.0を超える。

ア ル ミ - hygroscopic material ハ ニ カ ム laminated body で あ る and heat exchange dehumidifiers ブ ロ ッ ク で は, そ れ white body の 顕 hot お よ び latent heat (thermal) の even 続 remove に よ り dehumidification performance が upward す る. This year は low-temperature heat removal 駆 moving type の デ シ カ ン ト air conditioning プ ロ セ ス へ の expand に interstate し て, そ の unseen fruit と problems point try の drew を み た. Attempt し た dehumidification ブ ロ ッ ク は ガ ラ ス 繊 d を substrate と す る シ リ カ ゲ ル ハ ニ カ ム と ア ル ミ ハ ニ カ ム と を interaction に heavy ね た o. 2 x0. 2 x0. 3 m の rectangular type heat exchanger similar で, か は さ density 220 kg/m ^ 3, sorption と ア ル ミ の is lighter than は 1:1, interlayer の 伝 hot area は 5 oom/m ^ ^ 2 3である. Be 験 に お い て regeneration temperature は 50-80 ℃, half サ イ ク ル time (sorption あ る い は regeneration time) は between 600 s - 1200 s の で variations change さ せ た が, raw materials, renewable air supply velocity お 気 よ び heat exchange surface へ の cooling air 気 outside 気 = (room temperature) の は supply velocity 0.5 m/s に certain と し た. <s:1> dehumidification treatment with high humidity external air (temperature 30.6℃, humidity 18.2g/kg) における air state at the outlet of the suction side と the temperature of the <s:1> air at the outlet of the heat exchange side <e:1> is time-varying を and determined <s:1> た. こ こ で export empty 気 moisture sorption は の an aerage of 10.9 g/kg と な り, 従 to の break hot sorption dehumidification operation に お け る 10 g/kg よ り も high い results と な っ た. し か し, dehumidification ブ ロ ッ ク で は heat side empty 気 に よ る 顕 heat に よ っ て sorption material の cooling は く early, sorption start か ら 80 seconds after に は break hot sorption で は super え る こ と の で き な い raw material empty 気 の エ ン タ ル ピ ー を next る こ と が shown さ れ た. Youdaoplaceholder0, absorbing heat to remove によって for 50-500 seconds で で 従 従 to come from よ <s:1> being exposed to く low <s:1> humidity <s:1> air conditions が to obtain られた. こ の low humidity part の み を using す る こ と に よ っ て, cooling working big fruit の き い デ シ カ ン ト air conditioning プ ロ セ ス が constructs may で あ る こ と が in stopping さ れ た. Suction, preheating, regeneration and cooling <s:1> 4-stroke らなるデシカ らなるデシカ ト ト air conditioner プロセス <s:1> performance pretest を line った. こ こ で, stroke of sorption に あ る dehumidification ブ ロ ッ ク の low temperature cooling に の い indoor か ら の also 気 を with い る こ と に よ り sorption heat unseen high が ま り, written be 験 よ り の も い low humidity drying air 気 が must ら れ る. に also 気 は sorption heat を by け take っ て in hot さ れ る が, こ れ を heating し て regeneration empty 気 と す る こ と で province エ ネ ル ギ ー が 図 れ る. On one side, dehumidification ブロッ た <s:1> cooling で temperature が rising <s:1> air た different <s:1> dehumidification ブロッ <s:1> heating に utilization で る る Ideal な empty 気 state - the が reached で き た occasions, give 気 と also 気 の エ ン タ ル ピ ー poor で あ る cooling unseen fruit CE は 25 kj/kg, 1.0 を COP は え る.

项目成果

児玉昭雄 他3名: "同時熱交換型除湿ブロックのデシカント空調プロセスへの展開"化学工学会第34回秋季大会講演要旨集(CD-ROM). B217 (2001)

Akio Kodama 等 3 人：“将同时热交换型除湿块部署到干燥剂空调过程”日本化学工程师学会第 34 届秋季会议摘要（CD-ROM）（2001 年）。

児玉昭雄 他4名: "ハニカム積層除湿ブロックにおける吸着熱の同時除去とサイクル操作"化学工学会第66年会講演要旨集(CD-ROM). C314 (2001)

Akio Kodama等4人：“蜂窝层压除湿块中吸附热的同时去除和循环操作”日本化学工程师学会第66届年会摘要（CD-ROM）（2001年）。

児玉昭雄, 広瀬 勉: "デシカント空調機の高度化とその応用システム"冷凍. 77・893(印刷中). (2002)

Akio Kodama，Tsutomu Hirose：“先进的干燥剂空调及其应用系统”制冷77・893（印刷中）。

Akio Kodama, Tadashi Hirayama, Motonobu Goto, Tsutomu Hirose, R.E.Critohp: "The use of Psychrometric Charts for the Optimisation of a Thermal Swing Desiccant Wheel"Applied Thermal Engineering. 21・16. 1657-1674 (2001)

Akio Kodama、Tadashi Hirayama、Motonobu Goto、Tsutomu Hirose、R.E.Critohp：“利用湿度图优化热摆动干燥剂轮”应用热力工程 21・16。

Akio Kodama 他4名: "Coupled Mass/Heat Transfer Properties of Honeycomb Rotor Adsorbers in Thermal Swing Operation"Book of Abstracts of the 7th International Conference on Fundamentals of Adsorption. 171 (2001)

Akio Kodama 等 4 人：“热变速操作中蜂窝转子吸附器的耦合传质/传热特性”第七届国际吸附基础会议摘要集 171 (2001)。