自動車の空間(例:3000ccセダン)における除湿効果の得られるデシカントの除湿量、水分の離脱 着の仕様を決定する。
(b) 低温再生型高効率デシカント素材の開発(再委託して実施;(独)産業技術総合研究所)
2―1. 低温再生型デシカント素材の調査・高効率化開発
カーエアコン用途で必要な作動温度域(20℃~80℃)の調査・評価法を検討し、本事業の目的に 最適なデシカント素材の設計を行う。
2-1―あ. カーエアコン用途に適した条件下でのデシカント素材評価法の検討
代表的デシカント素材と H18 年度に開発した素材の約25~85℃で絶対湿度表及び、各測定点での 時間に対する吸着量変化の表を作成し、吸着速度を考慮した評価方法としての実用性を検証する。
2-1―い. 高効率デシカント素材の構造制御・表面特性制御の開発
H18 年度に開発した、70リットル/日レベルでの合成法(従来の特性を示すデシカント素材に対し て)を、同年度3/4半期に開発した低湿度側での吸着特性に優れた新規デシカント素材に適用可能 かどうかを検証する。
2-2. カーエアコン用途としての担持技術の開発
2-1―い.で大量に合成した均質な素材を用いて、ハニカム担体への担持に適した乾燥条件等の検 証を行う。また水蒸気の吸着-放出の繰り返し試験を行い、素材の信頼性を検証する。
表 2.2.14b カーエアコン用空気サイクル・デシカントシステムの開発 平成18年度 進捗計画表 18 年度
事業項目
第1 四半期
第2 四半期
第3 四半期
第4 四半期
①自動車排出エネルギー回収型空気サイクルシステムの 開発((株)アースシップ)
1-1. 排気ガス熱回収システム設計
1-1-あ.排気ガス熱回収コンプレッサー設計 1-1-い.排気ガス熱回収発電モーター設計 1-1-う.排気ガス熱回収熱交換器設計 1-1-え.予備ユニット製作とシステム検証 1-2. 空気サイクル空調機設計
1-2-あ.自動車用デシカント仕様
②低温再生型デシカント素材の研究開発(再委託して実 施;(独)産業技術総合研究所)
2―1. 低温再生型デシカント素材の調査・高効率化 開発
2-1―あ. カーエアコン用途に適した条件下での デシカント素材評価法の検討
2-1―い. 高効率デシカント素材の構造制御・表面 特性制御の開発
2-2. カーエアコン用途としての担持技術の開発
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2.2.1.4 実用的な運転モードおよび評価手法ならびに安全基準の構築
⑭実用的な性能評価、安全基準の構築(平成 17~21 年度)【社団法人日本冷凍空調工業会】
ア) 性能評価手法の確立 (a) 概要
実用的性能評価法を検討するに当っては、事前の調査結果から、実態に近い年間を通じたエネルギー消 費効率を算定する規格が整備されつつある空調・給湯機器に対し、冷凍・冷蔵機器ではエネルギー消費効 率を算定する規格そのものが議論されている現状を考慮し、空調・給湯機器の分野と冷凍・冷蔵機器の分 野に分けて、以下に述べる性能評価に関する基本ガイドライン(それぞれ名称は「ガイドライン」として いる。)を作成した。
「ノンフロン型省エネ冷凍空調システム開発」事業においては、社会の様々な場所、様々な形態で使用 されている冷凍空調システムについて、地球環境対策における重要課題であるオゾン層保護対策と気候変 動対策を、エネルギー使用効率を損なうことなく実現することを目指していることから、これらの基本ガ イドラインは省エネルギー性の評価を主眼とした。
Ⅰ 空調・給湯機器分野
ノンフロン型冷凍空調システムの性能評価(空調)に関するガイドライン
Ⅱ 冷凍・冷蔵機器分野
ノンフロン型冷凍空調システムの性能評価(冷凍)に関するガイドライン (b) 基本ガイドラインの適用に当たっての留意事項
評価の結果の妥当性を検証することが可能となるようガイドラインの適用に当たっては、次の点に留意 するものとする。
Ⅰ 測定方法の詳細等必要な事項は、開発者において、ガイドラインの範囲内で定めるものとし、定め た内容はガイドラインと併せて書面とするものとする。
Ⅱ 当該書面は、公表するものとする。ただし、やむを得ない最小限の範囲のものについてはこの限り でない。
Ⅲ 公表しない部分がある場合には、公表する書面に、公表しない部分がある旨、公表しない範囲及び 公表しない理由を明記するものとする。
Ⅳ ガイドラインを適用して評価を行う場合において評価結果を吟味するために必要があるときは、非 公開を前提に、公表しない部分についても、開示するものとする。
(c) ノンフロン型冷凍空調システムの性能評価(空調)に関するガイドライン この基本ガイドラインが対象とするシステムは、次のとおり
Ⅰ 住宅用マルチ空調機の研究開発
Ⅱ ハイドロカーボン系冷媒業務用空調・給湯ヒートポンプの開発
Ⅲ 住宅用コンパクト再生方式省エネ型換気空調システムの開発
Ⅳ 炭化水素冷媒を使用した高効率ヒートポンプチラーの開発
Ⅴ 室温磁気冷凍システムの開発
Ⅵ 超臨界CO2 熱搬送二次冷媒式ヒートポンプ空調機の開発
Ⅶ 冷暖同時運転ビル用マルチ空調機
基本ガイドラインの作成に当たっては、これらのシステムを次の3種類に分類した上で、検討を行った。
Ⅰ 住宅用エアコン
住宅用マルチ空調機の研究開発
住宅用コンパクト再生方式省エネ型換気空調システムの開発
Ⅱ ビル用マルチエアコン
超臨界CO2 熱搬送二次冷媒式ヒートポンプ空調機の開発
Ⅲ チラー
ⅰ チラー・給湯兼用機
ハイドロカーボン系冷媒業務用空調・給湯ヒートポンプの開発 炭化水素冷媒を使用した高効率ヒートポンプチラーの開発 ⅱ 磁気冷凍技術を用いたチラー専用機
室温磁気冷凍システムの開発
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(d) ノンフロン型冷凍空調システムの性能評価(冷凍)に関するガイドライン この基本ガイドラインが対象とするシステムは、次のとおり
Ⅰ CO2、プロパンガスの混合冷媒使用の圧縮蒸発式冷凍機サイクルにて、低温ブラインを循環させ るノンフロン型冷凍装置の開発
Ⅱ コンビニエンスストア向けノンフロン型省エネ冷凍空調システムの開発
Ⅲ CO2 冷凍サイクルの高効率化技術の開発
Ⅳ プロパン/炭酸ガス・ノンフロンカスケード式省エネ冷凍・冷蔵・低温空調システム開発
基本ガイドラインの作成に当たっては、これらのシステムを次の3種類に分類した上で、検討を行った。
Ⅰ ブラインチラー
CO2、プロパンガスの混合冷媒使用の圧縮蒸発式冷凍機サイクルにて、低温ブラインを循環させ るノンフロン型冷凍装置の開発
Ⅱ コンビニエンスストア・スーパーマーケット向け冷凍空調システム コンビニエンスストア向けノンフロン型省エネ冷凍空調システムの開発 CO2 冷凍サイクルの高効率化技術の開発
Ⅲ 冷凍・冷蔵・低温空調システム
プロパン/炭酸ガス・ノンフロンカスケード式省エネ冷凍・冷蔵・低温空調システム開発 イ) 性能予測法の開発
(a) 研究開発目的
現在、種々のノンフロン型冷凍空調機システムが提案されているが、その中で冷媒の環境優位性、安全 性及び取り扱い面で優れていることから、二酸化炭素(CO2)を用いた蒸気圧縮式サイクルが将来シス テムとして注目されている。しかし、CO2 を用いたシステムについて総合的に環境負荷を評価できる手 法はまだ確立されておらず、早急に国際標準となりうる性能評価手法の確立が望まれる。このような信頼 性の高い評価手法を確立する場合には、サイクルの構成機器の特性を適切に再現でき、精度の高い冷媒熱 物性に基づく実用的なサイクルシミュレーションの開発が不可欠である。また、本研究開発プロジェクト において機器の実用性能を向上させる段階においては国際的な市場、競争を考慮して性能指標を適切に設 定することが望ましく、国際標準となるような性能を有するサイクルシミュレーションが必要になる。そ こで、本研究テーマではそのような要求を満たすCO2 サイクルシミュレーションを開発することを目的 として、
Ⅰ 熱交換器、圧縮機、膨張システムなどの「要素機器のモデリング」を実施し、
Ⅱ シミュレーションに容易に組み込むことが可能で高精度な「熱物性・計算ライブラリの構築」を行 なって、
Ⅲ CO2 サイクル機器性能評価用「サイクルシミュレーション」を構築することを試みる。
(b) 研究概要
要素機器のモデリング、熱物性・計算ライブラリの構築及びサイクルシミュレーションの構築に関する 研究開発に関して以下の研究成果を得ている。
Ⅰ 要素機器のモデリング
フィン&チューブ熱交換器の形状パラメータを入力条件として与えるCO2 用熱交換器の伝熱性能 の予測計算を行うための基本モデルを構築した。
フィン&チューブ熱交換器に用いられる内面らせん溝付管に関して、
CO2 の超臨界域強制対流冷却伝熱実験を行い、熱伝達及び圧力損失に関する相関式を作成した。
また、内面らせん溝付管内でのCO2 の蒸発実験データを取得した。
ヘッダー型熱交換器に関しては、蒸発器として用いる場合について、熱伝達、二相流圧力損失及び 相分離特性に関する相関式を提案するとともに、それらを用いた蒸発器の性能予測モデルを作成した。
また、提案したモデルを用いてヘッダー型蒸発器の段数とパス割について検討した。
ロータリー圧縮機を取り上げ、諸損失を考慮に入れて運転条件に基づき流量及び動力などの性能予 測が可能なシミュレーションモデルを構築するとともに、圧縮機モデルの妥当性を R22 冷媒圧縮機に ついて検証し、開発したモデルをCO2 に適用できることを確認した。
膨張機を組み込んだCO2 蒸気圧縮式サイクルの製作及び性能試験運転を開始し、膨張機モデルを 構築する為のデータ取得を行った。
Ⅱ 熱物性・計算ライブラリの構築
CO2 のサイクルシミュレーションにおいて必要な関数 (s(T,p)、h(P,s)、T(P,h)等)の整備と