口 ﹁

下 川

￨ 上 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 × × 。 。 。 。 × × 。

o  o 

m 一

一 円

T M

l i  

2o 

I  1 

30 

。 ^{O X   0} 

101. 6 

。 。 。

X o   。

35  30 

。 。 ^{0 ×}  。 ⁰ 

16 

μ~ μ 斗 円

￨ 25  I 

88 

( b) A断 面 の フ ィ ン ( c) 

B

断 面 の フ ィ ン

図3‑5  フ ィ ン 表 面 温 度 測 定 点 ( 単 位 :

mm) 

(x :温 度 測 定 点 )

つ ム

﹃/

デ ー タ ロ ガ 1

20  21  22  23  24  25 

に一一一一一一一¥〆一一一一一一ーノ 9 10  11  12  13  14 15  16  17 

チ ャ ン ネ ノ レ チ ャ ン ネ ル

チ ャ ン ネ ノ レ

( a ) パソ コ ン 1 と デ ー タ ロ ガ 1の 接 続

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 

~ J 

y 

チ ャ ン ネ ノレ

( b )パソ コ ン 2と デ ー タ ロ ガ 2の 接 続

図 3‑6  パ ソ コ ン 、 デ ー タ ロ ガ ー お よ び セ ン サ の 接 続

っυ7 

表 3‑3  実 験 条 件

コ イ ル 入 口 空 気 入 口 水 温 空 気 水 流 速

要 因 の 流 速

状 態 温 度

[ O C J

*  相対湿度[児]

[ O C 

1  _[rn/ s 1  [rn/ s 1 

実 験 入 口 空 気 温 湿り 20. 0→25. 7  68. 0→80. 0  20. 0  1.5  l  湿 度 変 化 (14.0) (22. 0) 

1.0  実 験 空 気 流 速 28.0(18.6)  57. 0  O.  51 

2  変 化 →1. 5 

18. 0 

実 験 水 流 速 変 乾 き O.  49 

3  ヒイ 28.0(18.0)  55. 0  →1.  46  1. 5 

実 験 1入 口 水 温 28. 0→20. 0  0.0  4  2変 化 共 存 18.0(16.6)  91. 0  18. 0→7.  0  →1. 0  キ()の内は入口 空 気 の 露 点 温 度 で あ る 。

AH 

7I 

3.  2.  4  実 験 手 順

3.  2.  4.  1  実 験 1 ( 入 口 空 気 温 湿 度 が 変 化 す る 場 合 〉

図 3 ‑ 7 ， こ 示 す よ う に ， ま ず 実 験 室 の 扉 を 閉 め ， 室 内 空 気 を 温 度 2 0 OC， 相 対 湿 度 6 8 % で 安 定 さ せ た 。 そ し て ， あ る 時 刻 か ら 扉 を 開 け ， 温 度 約 2 5.  7 oC，  相 対 湿 度 約 8 0 % の 外 気 を 実 験 室 に 導 入 す る 。 ま た ， 排 気 が 導 入 空 気 と 混 合 す る の を 防 止 す る た め に ， 扉 を 開 け る の と 同 時 に 素 早 く ダ ン ボ ー ル の 壁 を っ く り ， 排 気 の 流 路 を 確 保 す る 。 測 定 中 の 状 況 を 写 真 3 ‑ 5に示す。

ヤ~..~ ンポール室

空気￨受風チャンパー

実 験 室

空気温度 : 20 oC  空気相対程度:68% 

( a ) 扉 を 開 け る 前

排 気

導 入 空 気

ダンボール壁

ダンボール室

受風チャンパー

実 験 室

( b ) 扉 を 開 け た 後 図 3‑7  コ イ ル 入 口 空 気 温 湿 度 を 変 化 さ せ る 場 合 の 概 念 、 図

‑ 7 5 ‑

写真:3‑5  実 験 1の 測 定 状 況

‑ 7 6 ‑

3.  2.  4.  2  実 験 2 ( 空 気 流 速 が 変 化 す る 場 合 )

初 期 状 態 と し て 空 気 流 速 を

O. 5 1  m/  s

に し ， あ る 時 刻 か ら 空 気 流 速 を

1. 

5m / s

に 変 え る 。 空 気 流 速 を 変 化 さ せ る の は 制 御 盤 で 行 う 。 こ の と き 操 作 の 都 合 上 ， 一 度 フ ァ ン の ス イ ッ チ を

o

F Fに し て ， そ れ か ら 空 気 流 速 の 設 定 を 1. 5 

m / s

に し ， 再 び フ ァ ン の ス イ ッ チ を

O N

に し な け れ ば な ら な い 。 そ の 閣 の 時 間 は約 2 0秒 必 要 で あ っ た 。

3.  2.  4.  3  実 験 3 ( 水 流 速 が 変 化 す る 場 合 )

初 期 状 態 と し て 水 流 速 を O . 4 9 m/ sと し ， こ れ を あ る 時 刻 か ら 1. 4 6 m 

/ s

に 変 化 さ せ る 。 こ の 操 作 も 制 御 盤 で 流 量 を 調 整 す る こ と に よ り 行 わ れ る が ， 実 験 2と は 違 っ て ， 機 器 を 停 止 さ せ ず に 水 流 速 を 上 げ る こ と が で き る 。 し か し ， 水 流 速 が 設 定 値 に 安 定 す る ま で 約 6 0秒 必 要 で あ っ た 。

3.  2.  4.  4  実 験 4 ( 入 口 水 温 が 変 化 す る 場 合 )

図 3 ‑ 8 に 示 す よ う に ， ま ず 弁 1 を 閉 め ， 弁 2 を 開 け た 状 態 に す る 。 こ の と き ， 水 が バ イ パ ス を 通 り コ イ ル に 水 が 通 ら な い 状 態 に な る の で ， こ の 状 態 の ま ま フ ァ

ン を 運 転 し 続 け ， コ イ ル 内 の 水 温 が コ イ ル の 周 り の 空 気 温 度 と 等 し く な る ま で 養 生 す る 。 養 生 後 ， あ る 時 刻 か ら 弁 2を 閉 め て バ イ パ ス を 閉 じ ， 弁 1を 開 け て 所 定 の 水 温 〈 表 3 ‑ 3参 照 ) の 水 を 流 し 始 め る 。

弁 1 水 入 口

弁 2

バ イ パ ス 7]<出口

図 3‑8  供 試 コ イ ル 入 口 水 温 調 節 概 念 図

‑7 7 ‑

3.  3  計 算 結 果 と 実 験 結 果 と の 照 合

計 算 に お い て ， 入 口 水 温 ， 入 口 空 気 温 湿 度 ， 水 流 速 お よ び 管 表 面 温 度 ( 予 備 実 験期間， ‑30‑‑‑0秒 〉 の 実 験 デ ー タ を 直 接 入 力 デ ー タ と し て 使 用 し た。計 算 時 間 間 隔 は 1秒 で あ る 。 熱 伝 達 率 と 物 質 移 動 係 数 は ， 供 試 コ イ ル が ル ー パ ー フ ィ ン で あ る こ と を 考 慮 し て ， い ず れ も 新 津 ・ 内 藤 の 式4) [式 ( 2 ‑ 1 0 8 ) ‑‑‑ (2‑

1 1 0) ] に 1. 8を 掛 け て 使 用 し た 5 ) o フ ィ ン と 管 の 接 触 抵 抗 は フ ィ ン の 固 定 方 法 に よ っ て そ れ ぞ れ 異 な り ， 供 試 コ イ ル の フ ィ ン が 最 新 型 拡 管 設 備 で 固 定 さ れ

たものであることから，ここでは接触抵抗をほぼ無視して 8.6XIO -⁸ (m ² •

K)/W の 値 を 用 い た 。

湿 度 に つ い て は ， 静 電 容 量 式 薄 膜 セ ン サ で 空 気 相 対 湿 度 を 測 定 し ， 絶 対 湿 度 に 換 算 し た も の ( 実 験 値 A) と 実 験 室 付 属 の 白 金 抵 抗 体 温 度 計 で 空 気 湿 球 温 度 を 測 定 し ， 絶 対 湿 度 に 換 算 し た も の ( 実 験 値 B) を 用 い た 。

図 3 ‑g， 図 3 ‑ 1 0お よ び 図 3 ‑ 1 2， 図 3 ‑ 1 3に 出 口 空 気 温 湿 度 の 実 験 結 果 と 計 算 結 果 を 示 す 。

図 3 ‑ 9 (実験 1) は ， 入 口 空 気 温 湿 度 が 変 化 し た 場 合 の 出 口 空 気 温 湿 度 の 応 答 で あ る 。 出 口 空 気 温 度 に つ い て は ， 多 少 差 が あ る も の の 過 渡 特 性 の 計 算 値 と 実 験 値 の 傾 向 は 似 て い る 。 出 口 空 気 絶 対 湿 度 に つ い て は ， 過 渡 特 性 の 計 算 値 と 実 験 値 に 差 が 生 じ て い る が ， 実 験 開 始 か ら 3 0 0秒 後 の 計 算 値 は 実 験 室 付 属 の 白 金 抵 抗 体 温 度 計 と 静 電 容 量 式 薄 膜 セ ン サ で 測 定 し た 実 験 値 の 聞 に あ る 。

図3 ‑ 1 0 (実験 2) は 空 気 流 速 を 変 化 さ せ た 場 合 の 出 口 空 気 温 度 の 応 答 で あ る 。 空 気 流 速 を 変 化 さ せ る 時 ， 実 験 装 置 の 都 合 上‑ 8フ ァ ン を 停 止 さ せ た 後 再 起 動 を 行 っ た 。 空 気 流 速 が 変 化 し 終 え る の に 要 す る 時 間 は 2 0秒 で あ り ， 計 算 で は こ の 間 の 空 気 流 速 を 折 れ 線 近 似 し た ( 図 3 ‑ 1 1 ) 。 時 刻 10秒 前 後 の 出 口 空 気 温 度 の 鋭 敏 な 変 化 は ， 時 刻

o

秒 で 空 気 流 速 を 変 化 さ せ た と き の 影 響 が 時 間 遅 れ

(約 1 0秒 ) を 伴 っ て 現 れ た も の と 考 え ら れ る が ， 計 算 値 は 実 験 値 に 見 ら れ る 0

‑‑‑4 0秒 の 動 き を 再 現 で き て い な い 。 そ の 原 因 と し て は ， 空 気 流 速 の 近 似 が 現 実 を 充 分 に 反 映 し て い な い こ と が 挙 げ ら れ る 。

QU 

7I 

正 面 風 速 [m/ s ] 

1. 5  V. 

1.0 

V 1 

‑20  ‑10 

。

10  20  30  40  50  時 間 [s ] 

十一一予 備 実 験 本 実 験

vl=0.51  m/s  (t 

< 

0)  V2= O.  51‑O.  051t  (0豆t

< 

10)  V3= ‑1. 5+ 0.15t  ( 1 0豆t

< 

20)  V4= 1. 5 m/s  ( t孟20)

図 3‑ 1 1  実 験 2に お け る コ イ ル 正 面 風 速 の 近 似 式

図 3 ‑ 1 2 (実験 3) は 水 流 速 を 変 化 さ せ た 場 合 の 出 口 空 気 温 度 の 応 答 で あ るO

出 口 空 気 温 度 の 過 渡 特 性 お よ び 定 常 値 に つ い て 計 算 値 と 実 験 値 は ほ ぼ 一 致 し て い る。

図 3 ‑ 1 3 (実験 4 ) は 乾 き コ イ ル ( 実 験 4‑ 1 ) と 共 存 状 態 コ イ ル ( 実 験 4

‑2 ) の 実 験 で ， 入 口 水 温 を 変 化 さ せ た 場 合 の 出 口 空 気 温 湿 度 の 応 答 で あ る 。 乾 き コ イ ル の 場 合 ， 出 口 空 気 温 度 の 計 算 値 は 実 験 値 と よ く 一 致 し て い る 。 共 存 状 態 コ イ ル の 場 合 ， 出 口 空 気 温 度 の 実 験 値 は 実 験 開 始 後 3 0 0秒 ま で に は 計 算 値 と よ く一致 し て い る が ， 6 0 0秒 後 に は O. 5 Kの 差 を 生 じ て い る 。 6 0 0秒 後 の 出 口 空 気 絶 対 湿 度 の 計 算 値 は 二 つ の 実 験 値 の 聞 に あ る 。

以 上 の 結 果 を ま と め る と ， ま ず 出 口 空 気 温 度 に 関 し て は ， 乾 き コ イ ル [実験 3

一 7 9 ‑

( 水 流 速 変 化 ) と 実 験 4 ‑ 1 ( 入 口 水 温 変 化 ) ] の 場 合， 過 渡 特 性 お よ び 定 常 値 の 計 算 値 は 実 験 値 と ほ ぼ 一 致 し て い る 。 し か し ， 実 験 2 ( 空 気 流 速 変 化 ) に お い て は ， 過 渡 特 性 の 計 算 値 は 実 験 値 の 動 き と 似 て い る も の の ， 差 が 生 じ て い る 。 湿 り コ イ ル [実 験 1 ( 入 口 空 気 温 湿 度 変 化 ) ] と 共存 状 態 コ イ ル [実験 4 ‑ 2 (入 口 水 温 変 化 )] の 場 合 ， 計 算 値 と 実 験 値 の 傾 向 は 似 て い る が ， 両 者 の 聞 に 多 少 差 が あ る 。 こ の 主 な 原 因 と し て ， 数 学 モ デ ル の 精 度 ， 計 算 上 で 仮 定 し た 冷 却 除 湿 コ イ ル の 特 性 値 が あ げ ら れ る 。 具 体 的 に は ， 数 学 モ デ ル で 水 の 流 れ 方 向 の 管 の 熱 伝 導 を 無 視 し た こ と ， コ イ ル の 乾 湿 状 態 の 判 断 を 管 と フ ィ ン の 表 面 温 度 の 面 積 平 均 値 で 決 め た こ と ， ま た ， 計 算 上 で 仮 定 し た 冷 却 除 湿 コ イ ル の 特 性 値 に つ い て は ， 使 用 し た 熱 伝 達 率 ， 物 質 移 動 係 数 ， フ ィ ン と 管 の 接 触 抵 抗 な ど が 実 験 で 使 用 し た 供 試 コ イ ル の 値 と 完 全 に 一 致 し て い な い こ と な ど が 考 え ら れ る 。

出 口 空 気 絶 対 湿 度 に 関 し て は ， 過 渡 状 態 に お け る 実 験 値 は 計 算 値 と 異 な る が ， 定 常 状 態 (6 0 0秒 後 ) で は ， 計 算 値 は 実 験 値Aと 実 験 値 Bの 間 に あ る 。 過 渡 状 態 に お け る 誤 差 要 因 と し て ， 実 験 で 使 用 し た 静 電 容 量 式 薄 膜 セ ン サ お よ び 白 金 抵 抗 体 温 度 計 の 時 定 数 が 大 き く ， そ の 応 答 が 急 激 な 変 化 に 追 従 で き な か っ た こ と が 考 え ら れ る 。

3.  4  冷 却 除 湿 コ イ ル の 感 度 解 析 と 動 特 性3. 6) 

3.  4.  1  冷 却 除 湿 コ イ ル の 感 度 解 析

冷 却 除 湿 コ イ ル の 能 力 に 影 響 を 及 ぼ す 要 因 は 熱 伝 達 率 ， 物 質 移 動 係 数 ， フ ィ ン と 管 の 接 触 抵 抗 ， 列 数 ， 管 数 ， 管 の 長 さ ， フ ィ ン の 高 さ ， フ ィ ン ピ ン チ ， 列 間 隔 ， 管 間 隔 な ど が あ げ ら れ る 。 こ こ で は 入 口 水 温 が ス テ ッ プ 変 化 す る 場 合 を と り あ げ ， 熱 伝 達 率 ， フ ィ ン と 管 の 接 触 抵 抗 ， 列 数 な ど の パ ラ メ ー タ が 冷 却 除 湿 コ イ ル の 能 力 に 及 ぼ す 影 響 に つ い て 検 討 す る 。 計 算 で 使 用 し た コ イ ル 仕 様 を 表 3‑ 2， 計 算 条 件 を 表 3 ‑4に示す。

ハ﹀8 

[ ' 凶 ぷ

¥ 切

24  24 

r m

闘 い 友 製 20 

1 8  1 6 

的

L ω

値値値 験 算 験 実 計 実 湿湿湿 度度度

﹂叶44叶44

叶 ﹂

有X

4X 4X 絶 絶 絶 気 気 気

究エ内工内エ

口口 口 出 出 出 22 

.‑‑‑， 

ρ 

20  制 団

司 1 8 

l

民

s H  

1 6 

600 14 

出 口 空 気 温 湿 度 の 計 算 値 と 実 験 値 ( 実 験 1)  500 

400 

S 

200  300  時 間 [ 14  100 

0 

図 3‑9 

一 ‑ e ‑ 一

‑0‑

26  24 

住M

~~

l

民 20 制

1 8  22 

[ ρ ]  

600 

出 口 空 気 温 度 の 計 算 値 と 実 験 値 ( 実 験 2) 

‑ 8 

400  500 

S 

200  300  時 間 [ 100 

。

16 0 

図 3‑ 1 

26 

•

^{計 算 値}

1‑ 0 一 実 験 値

住区 22  回 目 阪 20 長

H

1 8 

1 6 

。

100  200  300  400  500  600  時 間 [ s ] 

図 3‑ 1 2  出 口 空 気 温 度 の 計 算 値 と 実 験 値 〈 実 験 3) 

内/

Q ι U 

計 算 値 実 験 値 27 

29 

にυ q t u

‑

‑

nA

りム

η

︐ 白

[ ρ ]

剛一 .聞 いM m

刺

500  600  400 

S 

200  300  時 間 [ 1 9  100 

0 

[ ' 切 ぷ

¥ 凶

制 闘 い 友 製 1 8 

14  1 6 

1 2 

1 0  出 口 空 気 温 度 ( 実 験 4‑

ドキュメント内 九州大学学術情報リポジトリ (ページ 78-89)