蒸気圧縮式ヒートポンプの混合冷媒による高性能化

使用混合制冷剂提高蒸汽压缩热泵的性能

• 批准号: 07235220
• 负责人: 小山 繁
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07235220/
• 关键词: 蒸気圧縮式ヒートポンプ; 二成分混合冷媒; プレートフィン凝縮器; プレートフィン蒸発器; HFC134a; HCFC123; 成績係数

本研究では、地球環境破壊に関与しない二種類以上の新作動媒体を混合して得られる多成分作動媒体を従来の単一成分作動媒体に替えて蒸気圧縮式ヒートポンプシステムに使用するための基盤技術の提供を目的として、HFC134a/HCFC123系二成分混合冷媒を作動媒体とした、圧縮機、プレートフィン凝縮器、膨張弁及びプレートフィン蒸発器からなる常規圧縮式ヒートポンプ実験装置を用いて、サイクル実験とプレートフィン熱交換器の伝熱実験を行った。ついで、サイクル性能の予測計算に不可欠な、プレートフィン熱交換器内での二成分混合冷媒の凝縮及び蒸発伝熱特性の予測計算を、昨年度得られた実験式を用いて試みた。(1)与えられた熱源の温度条件に対して、適切な冷媒の組み合せ及び組成比(凝縮器出入口の冷媒のエンタルピー差が大きく、過熱蒸気域での等エントロピー線の傾きが大きい混合冷媒)を選択すればロレンツサイクルに近づけられることを示した。なお、本実験で得られた成績係数比(COP比)の最大値は0.68であった。凝縮器については、蒸気バルクは飽和で、液バルグは過冷であり、気液界面でのみ相平衡の関係が成り立つとして、冷媒側の熱及び物質収支式と熱源水側の熱収支式を組み合せて解き、局所の蒸気バルク、液バルク及び気液界面の状態、熱流束、平衡クオリティ及び凝縮質量流束の分布を示し、二成分混合冷媒の凝縮特性を明らかにした。(3)蒸発器については、平衡クオリティ0.8以下の二相域、平衡クオリティが0.8以上1未満の噴霧域及び蒸気単相域に分けて伝熱モデルを考案し、純冷媒の伝熱特性の予測計算を行った。現在、混合冷媒の蒸発伝熱特性の予測計算法の開発を行っている。今後、システム全体の予測計算法を確立し、それを用いて熱力学第二法則よる混合冷媒サイクルの性能評価を行う予定である。

This study で は, the earth's environment 壊 に masato and し な い two kinds of dynamic media を の new hybrid し て have ら れ る multicomponent actuation media を 従 to の 単 actuation media に as an ingredient for え て steamed 気 圧 shrinkage type ヒ ー ト ポ ン プ シ ス テ ム に use す る た め の を purpose as base plate technology の と し て cold, HFC134a/HCFC123 two ingredients Media を actuation media と し た, 圧 shrink machine, プ レ ー ト フ ィ ン condensation, bulk chemical and び プ レ ー ト フ ィ ン 発 steamer か ら な る normal 圧 shrinkage ヒ ー ト ポ ン プ be を 験 device with い て, サ イ ク ル be 験 と プ レ ー ト フ ィ ン heat exchanger の 伝 hot be 験 を line っ た. つ い で, サ イ ク ル の performance can be calculated に not owe な, プ レ ー ト フ ィ ン heat exchanger in で の two component mixture refrigerant の steam condensation and び 発 伝 thermal characteristics calculation を の to test, yesterday's annual ら れ た be 験 type を with い て try み た. (1) and え ら れ の た heat source temperature に し seaborne て, appropriate な refrigerant の group み せ and び composition ratio (condensation entrances の refrigerant の エ ン タ ル ピ ー bad が big き く, superheated steam 気 domain で の etc エ ン ト ロ ピ ー line の pour き が big き い mixed refrigerant) を sentaku す れ ば ロ レ ン ツ サ イ ク ル に nearly づ け ら れ る こ と を shown し た. The maximum value of the られた coefficient ratio (COP ratio) obtained by なお and で in this experiment is なお 0.68であった. Condensation apparatus に つ い て は, steamed 気 バ ル ク で は saturation, liquid バ ル グ は supercooling で あ り, 気 liquid interface で の み phase equilibrium の fasten masato が into り stand つ と し て, refrigerant side の hot and び substances 収 supported と heat source water side heat の 収 group supported を み close せ て き, bureau の steamed 気 バ ル ク, liquid バ ル ク and び 気 の interface state, heat flow, balance beam ク オ リ テ ィ and び coagulation The <s:1> distribution of the shrinking mass flow beam を indicates を, and the <s:1> condensation characteristics of the two-component mixed refrigerant を indicate ら に に た た. (3) 発 steamer に つ い て は, balance ク オ リ テ ィ 0.8 following の two-phase domain, balance ク オ リ テ ィ が 0.8 + 1 not against の steam spray field and び 気 単 phase domain に points け て 伝 hot モ デ ル し を test case, pure refrigerant の 伝 thermal characteristics calculation を の to test line っ た. Now, the pre-measurement calculation method for the 伝 heat characteristics <e:1> of the mixed refrigerant through steam evaporation has developed を lines って る る. In the future, シ ス テ ム all の し を established calculation method of measurement, そ れ を with い て thermodynamic second law よ る mixed refrigerant サ イ ク ル の performance evaluation 価 を line う designated で あ る.

项目成果

屋良朝康、小山繁、吉村賢二、藤井哲: "HFC134a/HCFC123を用いたプレートフィン凝縮器の熱伝達特性" No.95〜54日本機械学会熱工学講演会講演論文集. 88-90 (1995)

Tomoyasu Yara、Shigeru Koyama、Kenji Yoshimura、Satoshi Fujii：“使用HFC134a/HCFC123的板翅式冷凝器的传热特性”第95-54号热工会议记录，日本机械工程师学会88-90（1995））。

小山繁、屋良朝康: "2成分混合冷媒用プレートフィン凝縮器の伝熱特性の予測計算法" 第30回空気調和・冷凍連合講演会(1996年4月). (発表予定). (1996)

Shigeru Koyama、Tomoyasu Yara：“双组分混合制冷剂的板翅式冷凝器传热特性的预测计算方法”第 30 届空调和制冷联盟会议（1996 年 4 月）（报告预定）。