活性炭を用いた吸着式冷凍システムの高性能化に関する研究

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1.実験では,吸着実験およびサイクル実験を行い,フィンチューブ型吸着器の基礎的な熱及び物質移動特性を把握すると供に,サイクル運転条件が性能に及ぼす影響を明らかにした.また,システム性能の向上には吸着器の熱容量を低減させる必要があることを明らかにした.上述の成果から,熱容量の小さいアルミニウム製熱交換器を吸着器用熱交換器に用いた吸着器の性能を実験的に評価し,冷凍能力が極大値を示す吸脱着時間が存在すること及び吸脱着時間が長いほど冷凍成績係数COPが増加することを明らかにした.2.数値解析では,フィンチューブ型吸着器に関する二次元非定常数値解析モデルを構築し,まず同吸着器の吸着実験結果との比較した.その結果,ACP充填層の温度の計算値は吸着開始直後に実験値より最大20℃低く見積もるが,時間経過と供にその差異が小さくなること,熱源水の交換熱量の計算値は実験値と10%の差異で一致することを示した.さらに,熱交換器形状,吸着剤の粒径および充填密度をパラメータとして計算し,それらのパラメータと吸着器性能の関係を明らかにした.3.新規ACPを用いた吸着式冷凍システムの性能評価に関しては,従来のACPと異なる吸着等温線を有するACPを用いた吸着式冷凍システムに関して,熱力学的計算により性能評価を行った.その結果,ACP/エタノール系吸着式冷凍システムの作動相対圧範囲での傾きが大きいほど,性能が向上することを明らかにした.