湿式デシカント・ヒートポンプ・ハイブリッドシステムの研究

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従来のヒートポンプエアコンでは,蒸発器の冷媒温度を室内空気の露点以下に下げて除湿を行っているが,この方式は成績係数(COP)の低下を招いている.冷房において温度低下(顕熱除去)と除湿(潜熱除去)を別の機構で行う湿式デシカント・ヒートポンプ・ハイブリッド空調システムを実用化するための基礎研究を行った.顕熱除去を電動ヒートポンプで行い,その排熱を利用して湿式デシカントシステムを運転して潜熱除去を行うもので,省エネルギー性,室内空気の除菌など多くの利点を持つ.湿式デシカントを空調システムとして用いる場合,顕熱処理のプロセスを考える必要がある.ここではヒートポンプで冷却を行いその排熱を利用する.ハイブリッドには顕熱負荷処理のプロセスによって二つのモデルがあり,溶液によって除湿と冷却を同時に行う方式モデルと顕熱負荷をプロセスとして分離する方式である.熱力学的な性能シミュレーションを行った結果,SHF0.4付近では冷凍機と湿式デシカントの冷却,加熱量の比が一致し最も熱効率のよい状態で運転でき,このときのCOPは8.5程度,通常の空調条件下(SHF:0.75)でもCOPは5程度となり,他の空調システムと比較しても非常に優れた性能を示すことが明らかになった.個人住宅の全館空調に外調機として本システムを利用することを想定し,吸収器や再生器の詳細設計を行った.気流に吸収溶液の液滴が同伴されると,空気流路の腐食を招くので,液滴が飛散しないような構造と気流パラメータを採用し,性能を維持しながら体積を最小にする構造を明確化した.