HCFC-22代替フロン冷媒の内面螺旋溝付管内圧力降下に関する研究

本研究は、高性能な蒸気圧縮式ヒートポンプ・冷凍システムの熱的最適設計に資することを目指して、種々の溝付管を伝熱管とした熱交換器を蒸気圧縮式ヒートポンプシステムに組み込み、HCFC-22およびその代替候補冷媒を使用して圧力降下および熱伝達特性を実験的に解明することを目的として行った。本年度の研究の概要及び今後の課題を以下に示す。1.溝付管を伝熱管とする対向流形式(内管内を冷媒、環状部を熱源水が流れる)の水平二重管式試験熱交換器を組み込んだ蒸気圧縮式ヒートポンプシステムを試作した。試験熱交換器は小区間で微差圧および蒸気圧力、伝熱量、蒸気温度、管壁温度が測定でき、伝熱管を容易に交換できる構造とした。また、試験区間については凝縮器と蒸発器をバルブ操作により切り替えることができる。2.4種類の溝付管、HCFC-22とその代替冷媒(R407C及びR410A)について、蒸発及び凝縮現象の管内圧力降下測定・熱伝達実験を熱源条件を一定とし、冷媒流量を変化させて行った。3.局所及び平均蒸発熱伝達について、種々の溝付管の伝熱性能、溝形状の影響を明確にし、HCFC-22とその代替冷媒の一般式を提案した。また、局所及び平均凝縮熱伝達については、現在解析中である。4.本研究の主目的である管内圧力降下については、本年度の実験結果から得られた装置の問題点を改善した後に、再度詳細に実験・解析を行う予定である。

本研究は、高性能な蒸気圧縮式ヒートポンプ・冷凍システムの熱的最適設計に資することを目指して、種々の溝付管を伝熱管とした熱交換器を蒸気圧縮式ヒートポンプシステムに組み込み、HCFC-22およびその代替候補冷媒を使用して圧力降下および熱伝達特性を実験的に解明することを目的として行った。本年度の研究の概要及び今後の課題を以下に示す。1.溝付管を伝熱管とする対向流形式(内管内を冷媒、環状部を熱源水が流れる)の水平二重管式試験熱交換器を組み込んだ蒸気圧縮式ヒートポンプシステムを試作した。試験熱交換器は小区間で微差圧および蒸気圧力、伝熱量、蒸気温度、管壁温度が測定でき、伝熱管を容易に交換できる構造とした。また、試験区間については凝縮器と蒸発器をバルブ操作により切り替えることができる。2.4種類の溝付管、HCFC-22とその代替冷媒(R407C及びR410A)について、蒸発及び凝縮現象の管内圧力降下測定・熱伝達実験を熱源条件を一定とし、冷媒流量を変化させて行った。3.局所及び平均蒸発熱伝達について、種々の溝付管の伝熱性能、溝形状の影響を明確にし、HCFC-22とその代替冷媒の一般式を提案した。また、局所及び平均凝縮熱伝達については、現在解析中である。4.本研究の主目的である管内圧力降下については、本年度の実験結果から得られた装置の問題点を改善した後に、再度詳細に実験・解析を行う予定である。