低温度再生を可能とする吸着熱同時除去型除湿ローターを用いたデシカント冷房プロセス

使用除湿转子的干燥剂冷却过程，可同时去除吸附热并实现低温再生

• 批准号: 14703018
• 负责人: 児玉 昭雄
• 金额: $ 15.64万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14703018/
• 关键词: デシカント; 除湿; 冷房; 吸着; 熱交換; 省エネルギー; 排熱; 空調

今年度は空気再生型熱交換除湿機を試作し、性能試験を行った。研究成果は以下の通りである。1.同時熱交換型除湿機の試作 除湿ローターは直径320mm、高さ400mm,吸着層高さ200mmで48枚のアルミ製のスリットによってくさび状の吸着剤ハニカムを挟み込んでいる。吸着側では湿潤外気(OA)を取り入れ除湿し、乾燥空気を供給する。同時に除湿ローターのアルミスリット内に冷却風を供給し、吸着熱発生による吸着剤および空気温度の上昇を抑制し、除湿性能低下を抑制できる形式としている。再生側では還気(RA)を加熱した空気により除湿ローターを再生する。同時に加熱風をアルミスリット内に供給し、再生補助を行なうことも可能とした。2-1.最適回転数 風速をすべて2m/s一定としたとき、再生温度に関係なく除湿率が最大となる最適回転数は20rph付近に存在する。これより低い回転数ではローターの再生はより完全となるが、吸着時間の増加により吸着区間途中で吸着破過を生じ、除湿性能は低下する。一方、回転数が高い場合にはローターの再生が不完全となることに加えて、再生側から吸着側への熱の移り込み量が多くなり、除湿性能は再び低下する。2-2.再生方法の検討 再生時にスリット内に加熱空気を導入することで再生効率の向上を目指した。補助加熱風を導入することで、湿度条件、再生温度条件、ローター回転数によっては若干の除湿性能の向上が図れるが、補助加熱風の導入により乾燥空気の温度が上昇して除湿性能の向上を抑制することがわかった。乾燥空気の供給時の冷却にかかるエネルギーや補助加熱風の送風、導入による設備投資などを考慮すると、現状では効果があるとは言い難いが改良の余地はあると考える。2-3.冷却風速の影響 冷却風速が小さい場合および外気が低湿度の場合は除湿性能が低下する結果となった。これは冷却風によってローターの空気流れ方向下流あるいは回転方向に熱移動が生じ、冷却されるべき部分で吸着剤温度が上昇したものと考える。一方、冷却風速が大きい場合には、ローター内の滞留熱を強制排出する効果が表れた。以上のことよりローター内で発生した熱を、いかに冷却風で排出させるかが本プロセス性能を向上させる鍵である。特に吸着剤-スリット間の伝熱抵抗の削減が重要であると思われる。また、本研究では対向流で冷却空気を供給したが、操作条件次第では除湿性能を低下することもあり、並流での供給を検討すべきことがわかった。

This year, the <s:1> air regeneration type heat exchange dehumidifier を trial production を and performance test を were conducted った. The research results are and である. 1. At the same time heat type dehumidifier の attempt dehumidification ロ ー タ ー は diameter of 320 mm, 400 mm high さ, sorption layer さ 200 mm で 48 の ア ル ミ system の ス リ ッ ト に よ っ て く さ び shape の sorption tonic ハ ニ カ ム を carry み 込 ん で い る. On the suction side, で で moist external air (OA)を takes で into れ dehumidifying で and dry air を is supplied to する. While に dehumidification ロ ー タ ー の ア ル ミ ス リ ッ ト に cooling wind を supply し, sorption heat 発 に よ る sorption tonic お よ び empty 気 low temperature rising の を し, dehumidification performance を inhibit で き る form と し て い る. Regeneration side で で reducing gas (RA)を heating <s:1> た air によ <s:1> dehumidification ロ タ タ を regeneration する. に heating at the same time the wind を ア ル ミ ス リ ッ ト に supply し, renewable subsidies を な う こ と も may と し た. 2 to 1. The optimal planning for wind back を す べ て 2 m/s must be と し た と き, regeneration temperature に masato is な く dehumidification rate が biggest と な る optimal planning for back は RPH pay nearly 20 に exist す る. Low こ れ よ り い back to planning several で は ロ ー タ ー の regeneration は よ り completely と な る が and sorption time の raised に よ り sorption interval on で sorption broken too low を じ, dehumidification performance は す る. Side, back to the high number of planning が い に は ロ ー タ ー の regeneration が incomplete と な る こ と に plus え て, regeneration side か ら sorption side へ の moving heat の り 込 み が much く な り low, dehumidifying performance は び す る. 2-2. Regeneration method 検 When regenerating, に heat the air in にスリット, を introduce する とで とで とで the regeneration efficiency <e:1> is raised to を. Heating subsidies wind を import す る こ と で, humidity condition, regeneration temperature, ロ ー タ ー back to planning several に よ っ て は several の dehumidification performance の upward が 図 れ る が, accessorial heating wind の import に よ り dry empty 気 の temperature rising が し て dehumidification performance の upward を inhibit す る こ と が わ か っ た. Supply of dry air 気 の is の cooling に か か る エ ネ ル ギ ー や subsidies heating wind の air supply, import に よ る equipment investment な ど を consider す る と, status で は unseen fruit が あ る と は said い い difficult が room for improved の は あ る と exam え る. 2-3. の cooling wind speed affect the cooling wind speed が small さ い occasions お よ び outside 気 が low humidity の occasions は dehumidification performance low が す る results と な っ た. こ れ は cooling air に よ っ て ロ ー タ ー の 気 air flow direction れ obscene あ る い は back planning direction に hot mobile が じ, cooling さ れ る べ き part で sorption tonic temperature rising が し た も の と exam え る. In cases where the cooling air velocity is が high and the cooling air velocity is が, the forced discharge of <s:1> retained heat を within the ロ <s:1> タ タ タ する results are が table れた. Above の こ と よ り ロ ー タ ー within で 発 raw し た thermal を, い か に cooling air discharge で さ せ る か が this プ ロ セ ス performance を upward さ せ る key で あ る. Special に adsorbents -スリット between <s:1> 伝 thermal resistance <e:1> reduction が important であると thoughts われる. ま た, this study で は polices to the cooling air flow で 気 を supply し た が, operating conditions and sizable で は dehumidification performance low を す る こ と も あ り and flow で の supply を beg す 検 べ き こ と が わ か っ た.

项目成果

A.Kodama, T.Hirose, Hiroshi Okano: "Low-Temperature Heat Driven Adsorptive Desiccant Cooling improved for the Use in Humid Weather"Proceedings of the International Seminar on Thermally Powered Sorption Technology. 173-185 (2003)

A.Kodama、T.Hirose、Hiroshi Okano：“改进低温热驱动吸附干燥剂冷却以适应潮湿天气”热动力吸附技术国际研讨会论文集。

児玉昭雄, 廣瀬 勉, 岡野浩志. 金 偉力, 前田泰史: "段階再生手法によるデシカント空調プロセスの高効率化"平成15年度日本冷凍空調学会学術講演会講演論文集. B213 (2003)

Akio Kodama、Tsutomu Hirose、Hiroshi Okano、Yasushi Maeda：“通过分阶段再生方法提高干燥剂空调过程的效率”日本制冷空调工程师学会 2003 年学术会议记录 B213（2003 年）。

大蔵将史, 児玉昭雄, 後藤元信, 廣瀬 勉, 岡野浩志: "太陽熱駆動デシカント空調機の性能とエネルギー利用効率"Energy(化学工学会エネルギー部会論文集). 2・1. 29-32 (2002)

Masashi Okura、Akio Kodama、Motonobu Goto、Tsutomu Hirose、Hiroshi Okano：“太阳能热驱动干燥剂空调的性能和能源利用效率”能源（日本化学工程师学会能源小组委员会会议记录2・1）。 29-32（2002））

A.Kodama, K.Andou, M.Ohkura, M.Goto, T.Hirose: "Process Configurations and their Performance Estimation of an Adsorptive Desiccant Cooling Cycle for Use in a Damp Climate"J.Chem.Eng.Japan. 36・7. 819-826 (2003)

A.Kodama、K.Andou、M.Ohkura、M.Goto、T.Hirose：“潮湿气候下使用的吸附式干燥剂冷却循环的工艺配置及其性能估计”J.Chem.Eng.Japan 36・7. 819-826 (2003)

安藤幸助, 児玉昭雄, 後藤元信, 廣瀬 勉, 岡野浩志: "多段除湿型デシカント空調プロセスの性能"Energy(化学工学会エネルギー部会論文集). 2・1. 25-28 (2002)

安藤浩介、儿玉明夫、后​​藤元信、广濑勉、冈野博：“多级除湿干燥剂空调过程的性能”能源（日本化学工程师学会能源小组委员会会议记录2·1）。 25-28 (2002)