達 す るまで の 所 要 時 間,堆 肥 そ う内の 発 生 熱 量 と抽 出熱
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(2) 農. Fig. 1. (a). Container. Survey. 業. 気. 象. view of the experimental. for the compost. Fig. 2. Details. apparatus. (b) Accumulator. of the experimental ‑258‑. apparatus.
(3) 関 ・小 森:堆 肥 発 酵 熱 の 抽 出 ・蓄 積 に 関 す る研 究. 田 ら,1977)〕. に 基 づ き,乾 物 重 量比 で 鶏 ふ ん23%,米. ぬ か24%,お. が くず53%と. 第1報. るの で,通 水 を 繰 り返 す た び に通 水 継 続 時 間 は徐 々に 長. した。混 合 調 整 さ れ た 堆肥 素. くな る。特 に,水 温 が40℃ 近 くに な る と通 水 継続 時 間 と. 材 は 堆肥 そ う底 面 か ら0.7mの 高 さ ま で投 入 し,積 込 み容. 温 度 回復 所 要時 間 を含 め た1サ イ クル の 所 要 時 間 は 膨 大. 積 は0.245m3と. した。 混 合 素 材 投 入 後,堆 肥 そ う上 部 は. に な る もの と予 想 さ れ る。 そ の場 合 はそ の 間 の外 界 へ の. 熱 損 失 の抑 止 と通 気性 保 持 の 二 つ の 効 果 を考 えて ロ ッ ク. 損 失 熱 量 も相対 的 に大 き くな るので 効 果 的 な 熱 抽 出 が 期. ウ ー ル(厚 さ約150㎜)を. 待 で きな い もの と考 え られ る。 従 って,こ. 敷 いた 。. 蓄 熱 そ う は,厚 さ10mmの 積0.125m3(500㎜ 厚 さ200mmの. 塩 化 ビニ ル板 で 作 成 した容. ×500mm×500mm)の. 箱 型 容 器 で,. スチ ロフォーム 板 で 側 面 及 び上 ・下 部 に断. 熱 を施 した もの で あ る。 蓄 熱 そ う内 水温 測 定 用 の 熱 電 対 (銅 一 コ ンス タ ン タ ン熱 電 対)は,Fig.. 2 (b)に 示 す 位 置. に合 計5個 設 置 した 。 なお,投 入水 量 は100lと. した。. 蓄 熱 そ うと堆 肥 そ う内埋 設 管 は 合成 ゴム管 で 連 結 した 。 配 管 系 の途 中 に送 水 用 の 小 型 ポ ンプ と浮 子 式 流 量 計 を 設. 入 れ替 え,再 度 この 実 験 を繰 り返 す。 2.2.2. 連 続 的 な熱 抽 出 ・蓄 熱 実験. 堆肥 そ う内平 均 温 度 が 約50℃ に達 した時 点 で 循環 通 水 を 開始 す る。 通 水 を 持 続 し,蓄 熱 そ う内水 温,堆 肥 そ う 内 温度 が ほぼ一 定 とな り,定 常状 態 に達 した とみ な さ れ た と き通 水 を 停 止 す る。 そ の 後,堆 肥 そ う内平 均温 度 が 約50℃ まで 回復 した 時点 で再 度 同様 の 実験 を繰 り返 す 。. 置 し た。 又,循 環 通 水 時 の 配 管系 か らの熱 損 失 抑 止 の た め 合 成 ゴ ム管 の 周 囲 を 約30mmの. 2.2実. 3.実. 厚 さの グ ラス ウー ル で 3.1混. 被 覆 した 。. こで は 目標 温. 度 を30℃ とす る こ と に した 。そ の 後,蓄 熱 そ う内の 水 を. 験方法. 験 結 果 と考 察. 合 堆 肥 素 材 の 含 水 率,炭 素 含 有 量,比. 熱,. 見掛 け密 度. 実 験 は金 沢 大 学工 学 部 風洞 実験 室(敷 地 面 積 約200m2). 積 込 み 時,切 返 し時,搬 出時 の 混 合 堆 肥 素材 の含 水 率,. 内 の一 角 で 行 った。 混 合 素材 の 堆 肥 そ う内 へ の積 込 み は. 炭 素 含有 量,比 熱,見 掛 け 密度 をTable. 1984年11月14日. 含 有 量 は炭 素 ・窒 素 同 時 定 量装 置(柳 本 製CNコ. に行 い,混 合 素 材 の一 次発 酵 が ほ ぼ. 1 に示す 。 炭 素 ーダMT. 終 了 し,堆 肥 そ う内 温 度 が著 しく低 下 した 時 点(1985年. 500)で 測 定 し,比 熱 は含 水 率 との 相 関 実験 式(関 ・小 森 .. 1月25日)で. 1983)か. 混 合 素 材 を そ う外 へ取 り出 した。 その 期 間. (72日 間)中,以. 下 の 二 通 りの方 法 で 熱 抽 出 ・蓄 熱 実験. を 行 った。 2.2.1. ら算 出 した 。 又,見 掛 け 密度,含 水 率 は経 日的. な 測定 が 困難 なの でTable. 1 の結 果 に基 づ き,積 込 み時. か ら切 返 し時 まで,切 返 し時 か ら搬 出時 ま で の それ ぞれ 断 続 的 な熱 抽 出 ・蓄 熱 実 験. の 期 間 にお い て経 日的 に 直線 的 に変 化 す る もの とみ な し た。. 堆 肥 そ う内平 均温 度(Fig. 2 (a)の 上 部 測 定 点12,14, 中央 部測 定 点4,5,7,8,10,11,下. 部 測 定 点1,3の. 値. 3.2堆. の平 均値 と した。 こ の値 は通 水 管 近 傍で 熱 抽 出 に有 効 な 混 合素 材 内温 度 の 平 均 的 な 値 を与 え る もの と思 われ る). 肥 そ う 内 平 均 温 度,蓄. 熱 そ う 内 水 温,室. 温 の経 日変化 実 験 全 期 間 中の 堆 肥 そう 内平 均 温 度,蓄 熱 そ う内水 温,. が約50℃ まで 上 昇 した 時 点で 通水 を開 始す る。通水 量 は. 室 温 の 経 日変化 をFig.3に. 送水 ポ ンフ.への 加 電 圧 を変 圧 器 で 調 整 し,1l/minと. 過 を これ らの温 度 測 定 結 果 の 経 日変 化 と関 連 させ つ つ記. し. た。 これ は こ の値 以 下 の 流 量 制御 が 困難 な こ と と,あ ま り過 大 な流 量 で は管 の 出入 口水 温 差 を観 測す るの が 困難. 示 す 。こ こで は まず 実験 の経. 述 す る。 積 込 み後5日. 目(11月19日)か. ら第 一 回 目の 断続 実 験. な こ とか ら経 験 的 に設 定 した もの で あ る。 堆 肥 そ う内平. を開 始 した。 熱 抽 出 とそ う内 温 度 回復 の1サ イ クル は概. 均 温 度 が約40℃ ま で 低下 した と き,一 た ん通 水 を停 止 す. ね1日 と考 え られ た。 蓄 熱 そ う 内水 温 は1サ イ クル ご と. る。 そ の 後,堆 肥 そ う内 平 均 温度 が 約50℃ ま で 回復 した. に 階段 状 に上昇 し,第 一 回 目 の実 験 で は 合計7サ イ クル. 後,通 水 を再 開 す る。 以 上 のサ イ クル を 繰 り返 し,蓄 熱 そ う内 水 温 が 目標 温 度,. Table. 1. 約30℃ に 達 した 時 点 で 第一 回 目の 実 験 を 終 了す る。 こ こで は堆肥 そ う内の 下 限 温 度 を40℃ と した の で,こ の方 法 で 循 環通 水 を 繰 り返 せ ば蓄 熱 そ う内 水温 は最 大40 ℃近 くま で 上 昇 させ得 るはず で あ る。 し か し,蓄 熱 そ う内 水 温 が高 く な るに つれ て 堆 肥 そ う内 平 均 温 度 との 差 が 小 さ くな -259-. Moisture. content,. apparent. density. carbon. content,. of a compost. bed. heat. capacity. and.
(4) 農. 業. 気. 象 た 。 これ らの 期 間 に お い て堆 肥 そ う内温 度 を 均 一 と仮 定 す る と,堆 肥 そ う 内の 熱 収 支 式 は,. (1) これ らの 期 間 は4〜10日 は幾 つ か の 区 間(1日. 間 と長 いの で,こ こで. ご と)に分 け る こ とにす る。. 区 間 θ=θi〜θi+1でTavをaθ+bな 近 似 し,式(1)を. る一 次 関数 で. 積 分 す れ ば そ の区 間 内 の見 掛. 発 熱 量の 平 均 値Goi+1は. 次式 で 与 え られ る。. (2) 一方 Fig. 3. Time. courses. of. average. temperature. compost bed, water temperature lator and room temperature. ,断 続 実 験 実施 期 間 の 見 掛 け 発 熱 量 は 次. の 方 法 で 算 出 した。 断続 実 験 で は通 水停 止 時 の. in the. in accumu-. そ う内 温 度 は 管近 傍 で 相 当 低 く,管 か ら離 れ る に 従 って 高 い 値(通 水 管 壁 面 温 度 と隣 接 通 水 管. (7日 間)で 蓄 熱 そ う内 水温 が29.7℃ に達 した。蓄 熱 そ うの. か ら等 距 離 の 位 置 で の そ う 内温 度 の差 は約15℃)に. 水 を 入 れ 替 え た 後,第. た め,そ の時 点 で は そ う 内温 度 を 均一 と み なす こ と はで. 二 回 目の 断続 実 験 を積 込 み 後12. 日 目か ら開始 した。 積込 み後19日. して,そ. き ない。 しか し,そ う内各 部 分 の温 度 が ほぼ 均 一 とみ な. イ クル 目が終 了 した時 点(積 込 み. せ る時 点(通 水 停止 か ら5hr後)か. ら更 に5hr経 過 後 まで. 目)で 一 た ん実 験 を中 止 し,切 返 しを行 っ た。 そ. の 温 度 が 近 似 的 にαθ+β(α,β. は 定数)で 表 せ る もの. 小 さ くな った ので,9サ 後21日. 目 頃 か ら水 温 上 昇 が. なる. う内温 度 が57℃ まで 回復 した積 込 み後25日. 目. か ら蓄 熱 そ う内水 温 を 中止 時 の 値 と同一 値 に調 整 した後,. と し,そ の間 の 外 界 へ の 熱損 失 を考 慮 す れ ば,式(2)と 類 似 した次 式 に よ ってGoが 求 め られ る。. (3). 実験 を再 開 した。切 返 しの 効 果 に よ り残 り2サ イクル(10, 11サ イ クル)で29.6℃ に達 した。 再 び蓄 熱 そ う内の 水 を 入 れ替 え て第 三 回 目 の 断 続 実験 を積 込 み 後28日. 目か ら. 開始 した。 第 三 回 目の 実 験 で は 水 温上 昇 率 が 大 きく,4. この よ うに して推 算 され た そ う内 平 均 見掛 け発 熱 量 の 実 験 全 期 間 に わ た る平 均 値 は188kcal/m3hrで. あ った。. 上 述 の 推 算 結 果 の妥 当性 は実 験 前後 の炭 素 含 有 量 の 変. サ イ ク ル 目で29.9℃ まで 水 温 を 上昇 さ せ る こ とが で きた。. 化 量 か ら好 気性 発 酵 の代 謝 反 応 熱 を計 算 す る こ と によ り. 第 四 回 目 の 実 験 で は11サ イ クル 目 の 終 了時 点 で も蓄熱. 確 か め られ る。藤 田 ら(1984)に. そ う内水 温 を23℃ 程 度 に しか上 昇 させ る こ とが で き なか. 当 た りの 有機 物 の発 熱 量 は3300kcal/kg(106kcal/kg‑. よれ ば,酸 素 消 費 量1kg. っ た。これ は,後 半 か らの室 温 の 低 下 が 著 しく(5℃ 以 下),. mol)程. 蓄 熱 そ う壁 か らの 放 熱 量 が 大 き くなった ため と思 わ れ る。. べ た 方法 に従 い ,実 験 期 間 中 の 真 の(全)発 熱 量 の平 均値. な お,断 続 実 験 の 各 サ イ クル に お け る通 水 継続 時 間,そ. Gtを 次 式 に よ って求 め ると258kcal/m3hrで. う内温 度 回復 所 要 時 間 は後述 のTable. 述. あ った 。. (4). 2 に 詳細 に示 して. あ る。. 又,実 験 前 後 の 水分 減 少 量 は乾 燥 密 度 と含 水 率 の 変 化 量. 連 続 実 験 は,積 込 み 後43日. 目,54日. 目,64日. 目の 三. 回行 っ た が,い ず れ も定 常状 態 に達 す るま で の所 要 時 間 は24hr程. 度 とさ れ て い る。 別 報(関 ・小 森1984a)で. 度 で あ った。 既 述 の ご と く連 続 実験 は一 次 発. か ら算 出す る と27.15kgで. あ った。 この 値 に代 謝 反 応 で. 生 成 され る水 分 量 〔 厳 密 に は 明 らか で な い が,こ こ で は 島 田(1982)の. 取 り扱 い に 準 じ,炭 素消 費 量 と等 モル の. 酵 の 中期 以 降 に行 った の で,実 験 を 行 う ご とに3.3で 述. 水 分 が 生 成 され る もの とみ な して 見 積 った〕を 加 え,実. べ る ご と く見 掛 け 発 熱 量 が減 少 し,堆 肥 そ う内温 度,蓄. 験 中 の 全 蒸発 水 分 量 を見 積 る と44.9kgと. 熱 そ う 内水 温 の定 常値 は徐 々 に小 さい値 に な った 。. 潜 熱 損 失 量(速 度)は,HL=44.9×L/(θt・Vav)=63.4kca1. 3.3堆. 肥 そ う内 見掛 け発 熱 量. /m3hrと. 3.3.1. 見掛 け発 熱 量の 推 算方 法 と その 妥 当 性. 均 値 はGo=Gt‑HL‑195kcal/m3hrと. そ う内 見掛 け 発熱 量 の推 算 は,積 込 み時 か ら5日 目ま で の 温 度 上昇 期 間,切 返 し後4日 間 の温 度 上 昇 期 間,連 続 実 験終 了後 の温 度 回復 期 間 に つ いて は次 の方 法 で行 っ ‑260‑. な る。 従 って,. な り,そ う内 見 掛 け発 熱 量の 全 実験 期 間 中の 平. 結 果 は上 述 の 推 算 値(188kca1/m3hr)と. 計 算 され る。この それ ほ ど差 異 が. な く,上 述 の 推 算 方 法 の妥 当性 が明 らか で あ る。.
(5) 関 ・小森:堆 肥 発 酵 熱 の 抽 出 ・蓄 積 に 関 す る研 究. 3.3.2. 見 掛 け発 熱 量 の 経 日変 化. Fig.4に 推 算 され たGoの. 第1報. 復 す るた め,目 標 水 温 に達 す る まで の所 要 時 間 が短 か っ. 経 日変化 を 示す 。 第一 回 目. の 断続 実験 期 間 中 は200〜250kcal/m3hrで. あ った が,. た もの と考 え られ る。 例 え ば,切 返 し後発 熱 量 が上 昇 し た 第二 回 目の後 半2サ イ クル と第三 回 目 で はθextが他 の. 第 二 回 目 の 断 続 実 験 期 間 で は 切 返 しを 行 う まで 約200. 場 合 と比 べて 長 い に もか か わ らず,θrecが 相 対 的 に小 さ. kcal/m3hrと. か った。. 若 干 小 さ くなった。 既 に報 告 した よ うに 切. 返 しな どの発 熱 増進 対 策 を施 さ な い 自然 状 態 の堆 肥 化 過. 3.5断. 程 で は,見 掛 け発 熱 量 は経 日的 に わず か ず つ 減少 す るの. 熱 抽 出 の効 率 を把 握 す る こと は,装 置 設 計 に際 して も,. 続 実 験 に お け る熱 抽 出率. だ が,本 実験 で は切 返 し後4日 目 に300kcal/m3hr程. 度. 別 の 方 法 を 検 討 す る場 合 にお い て も重 要 と思 わ れ る。本. に 達 し,そ の状 態 が20日. 計. 節 で は,断 続 実 験 に お け る抽 出熱 量 の 総 量 を そ の 期 間 中. 間余 り維 持 され た 。 又,合. 4回 の 断続 実験 実 施 期 間 中 に お いて 見 掛 け 発 熱 量 の著 し. に堆 肥 そ う内 で発 生 した 見 掛 けの 発 熱 量 の総 量 で 除 した. い 低下 は な く,除 熱 に よ る代 謝 反 応 の 阻害 は ほ と ん ど な. 値 を 「熱 抽 出率 」 と定 義 し,そ の 値 を 算 出 して み る。 見. い と思 われ た。 しか し,12月27日(43日. 目)以降 は徐 々. 掛 け発 熱 量 の総 量 は見 掛 け 発 熱 量 を そ の期 間 にわ た り台. に低 下 し始 め,特 に連 続 実 験 実 施 期 間 中 は通 水 停 止 直 後. 形 公 式 な どで数 値 積 分 した もの に混 合素 材 の容 積 を 乗 じ. に 発熱 量 が一 時 的 に増 大(350kcal/m3hr)し. た もの の そ. て 得 られ る。 抽 出熱 量 の 総 量 は通 水 時 の埋 設 管 の 出入 口. の 後 の減 少 が 著 しか った 。 これ は,既 に指 摘 した ご と く. 水 温差 と通 水 量か ら瞬 時 の熱 抽 出速 度 を求 め,通 水 継 続. 連 続 実験 を開 始 した 時 期 に は混 合 素 材 の一 次 発 酵 が 次 第. 時 間 に わ た り数 値 積分 した もの を全 サ イ クル につ い て 積. に終 了 に近 づ いて い た こ と と,通 水 の断 続 に よ り堆 肥 そ. 算 した値 と して 得 られ る。. う内温 度 が40℃ を 大 き く下 回 る値 に まで 低 下 した(一 回 目…32.7℃,二 回 目…26.6℃,三. 回 目…20.7℃)た め に,. 上 述 の 方 法 で 求 めた 熱 抽 出率 を 各断 続 実 験 につ い て Table3に. 示 した。 第四 回 目の 値 が小 さ い の は,一 次発. 高 温 菌 の活 動 が 阻 害 され,発 熱 量 の減 少 を きた した た め. 酵 の最 盛 期 を過 ぎ,混 合素 材 の収 縮,沈 下 に伴 い混 合 素. と考 え られ る。. 材 と通 水 管 との 接 触状 態 が幾 分 不 良 とな り,総 括 伝 熱 係 数 が 小 さ くな った こ と が一 因 と考 え られ る。 こ の こ とは蓄 熱 そ う内 の 水 温 が約20℃ の と きの 熱 抽 出速 度 が第 一,二 回 目で は約420kca1/m3hr で あ っ たの に対 し,第 四 回 目 で は約290kcal/ m3hr程. 度 に しか な らなか った ことか らも示 唆 さ. れ る。 こ こで 熱 抽 出速 度 と は堆 肥 そ う1m3当 た り,1hrに. 抽 出 さ れ る熱 量の こ とで あ る。. 以 上 の ご と く,こ こで 行 われ た 断 続実 験 の 熱 抽 出率 は17〜26%で Fig. 4. Time. course. generation. of the apparent. 3.4. rate. of heat. あ った。 しか し,本 実験 で. は積 込 まれ た混 合 素 材 全 体 の 容 積 は0.245m3で. Go. あ った に もか かわ らず,熱 抽 出 に有 効 な通 水 管. 蓄 熱 そ う内水 温 上昇 に及 ぼ す 見掛 け発 熱量. ま わ りの混 合 素 材 の 容 積 〔=π(0.0752‑0.0052)×4.9Fig.. の影響. 2(a)に. Table2に. 各 断 続 実 験 に お け る通水 継 続 時 間θextと堆. cmと. 示 した ご と く,本 実 験 で は埋 設 管 の ピッチ を15 した 。 従 って 各 管 が 熱 抽 出 に寄 与 す る堆 肥 そ う内. 肥 そ う内 の温 度 回復 所 要 時 間θrecを示 す 。 目標 水 温 に到. の 有 効 領 域 は,近 似 的 に管 中心 か ら7.5cmの 位 置 ま で と. 達 した 第一,二,三. 回 目 の断 続 実験 結 果 を比 較 す る と 目. 考 え られ る〕は0.086m3と 小 さく,熱 抽 出 によ って 混 合素. 標水 温 に達 す るまで の所 要 時 間(サ イ クル数)は 見掛 け発. 材 に加 え られ る熱 負 荷 は そ れ ほ ど 大 き くなか った もの と. 熱 量 の 大 きい 順 に短 か った(第 三 回 目 く第 一 回 目く第 二. 思 わ れ る。 混 合素 材 全容 積 に対 して 熱 抽 出 に有 効 な容 積. 回 目)。 以 前 に 指摘 した(関 ・小森,1984b)よ. を どの程 度 の割 合 にす べ きか は必 ず しも明 らか で は な い. うに,断. 続 的 熱抽 出で は一 回一 回 の 熱 抽 出時 間(通 水継 続 時 間)は. が,本 実験 に おい て,も. 短 い ので(本 実験 で は3〜10hr),熱. 本 多 く配 管 した な らば こ の割 合 が 大 き くな り,よ り高 い. 抽 出速 度 を 増 大 させ. る要 因 は堆 肥 そ う内 と管 内 水 の温 度 差 の み で 発熱 量 は ほ と ん ど寄 与 しな い。 しか し,発 熱 量が 大 きい場 合 は通 水 継 続 時 間 を幾分 長 く し,1サ. し堆 肥 そ う内 上 ・下 部 に更 に数. 熱 抽 出率 が得 られ た もの と推 測 され る。 3.6定. 常 状 態 に お け る熱 回 収 率. イ クル 当 た りの 抽 出熱 量 を. 連 続 的 に通 水 を継 続 し,定 常状 態 に達 す る と,堆 肥 そ. 増 加 させ て も短 時 間 で再 び熱 抽 出の 可 能 な 状態 に まで 回. う内で 抽 出 され る熱 量 と蓄 熱 そ うか ら外 界 へ放 散 す る熱. ‑261‑.
(6) 農. Table. 2. Period. of. compost the of. average. heat. Table 3. extraction ƒÆext. bed ƒÆrec,. total. temperature. water-circulation. 業. , period. in in. the. 気. the. 象. period of. each. compost. intermittent. Efficiency of heat extraction intermittent water-circulation. ‑262‑. of. temperature. recovery. in. cycle ƒÆtot(=ƒÆext+ƒÆrec) bed. Tav. at. the. start. water-circulation. in the experiments. the and. and. experiments. of. the. end.
(7) 関 ・小 森:堆 肥 発 酵 熱 の 抽 出 ・蓄 積 に関 す る研 究. Table 4. 第1報. Efficiency of heat collection at the steady state in the experiments of continuous water-circulation. 2)混. 量 が等 し くな り,堆 肥 そ う内 温 度,蓄 熱 そ う内水 温 は一. 合 素 材 積 込 み 後21日. 目に 切 返 しを 行 っ た結 果,. 定 値 に保 た れ る。 こ の場 合,堆 肥 そ う 内 の見 掛 け発 熱 量. 見 掛 け発 熱 量 は 約40日. に対 す る抽 出 熱 量 の 割 合 は 時 間 に無 関係 に 常 に一 定 で,. 維 持 され た 。又,堆 肥 そ う 内平 均温 度 が40〜50℃ の 範 囲. 瞬 間 値 の比 を と って も,定 常状 態 の あ る一 定 期 間 内の 積. で は断 続 的 な熱 抽 出 に よ っ て 微生 物 の代 謝 反 応 が 阻害 さ. 算 値 の 比 を と って も 同一 の値 とな る。 ここで は,こ の 値. れ る こ と は なか った。. を 「熱 回 収 率 」 と定 義 す る。 既 述 の 断続 実験(非 定 常 状. 3)断. 間200〜300kcal/m3hrの. 値に. 続 実 験 にお い て,見 掛 け発 熱 量 の総 量 に対 す る. 態)に お け る熱 抽 出率 は積 算値 の 比 と して しか 意 味 を も. 抽 出 熱 量 の 総 量 の 比(熱 抽 出率)は17〜26%,定. た ない の で 熱 回収 率 とは 意味 が異 な る。 熱 回 収 率 は 次式. そ れ(熱 回 収 率)は27〜32%で. で 計 算 され る。. は 積込 ま れ た混 合 素 材 の全 容 積 に対 し,実 際 に熱 抽 出 に. (4) こ こで行 っ た三 回 の連 続 実 験 の 熱 回 収 率 をTable4に 示す 。 熱 回収 率 は27〜32%で,断. 常操 作 の. あ っ た。た だ,こ れ らの値. 有 効 な 混 合 素材 の容 積 の 割 合 を許 容 範 囲 内で で きるだ け 大 き くす るよ うに,通 水 管 配 置,配 管本 数 を 工 夫 す れ ば 更 に 増大 させ 得 る もの と思 わ れ た。. 続 実験 に対 す る熱 抽 出. 4)今. 後 は,上 記 実 験結 果 を踏 まえ て 本操 作 の熱 移 動. 率 よ り も若 干 大 きい。 しか し,本 実 験 で は 温度 変 化 が 小. 過 程 の理 論 解 析 を行 い,利 用 目的(土 壌 加 温 な ど)に 沿 っ. さ くな り定 常状 態 に達 し た とみ な され た 時 点で 通 水 を停. た最 適 な堆 肥 そ う,蓄 熱 そ う容 積 の 模 索 を 行 う必 要 が あ. 止 した が,い ず れ の場 合 も堆 肥 そ う内 平 均 温度 は40℃ を. る。. 下 回 っ て い るので 代 謝 活 動 を 維持 し得 るとは考 え られ ず,. 謝 辞:本 研 究 を行 うに 当 た り,実 験 用 堆 肥 素 材 を 準 備. そ の ま ま通 水 を継 続 すれ ば,そ う内 温 度,蓄 熱 そ う内 水. して 頂 い た 石 川県 農 業 試 験 場 の 関 係 各位 に感 謝 の意 を表. 温 は徐 々に低 下 す る もの と思 われ た。 定 常操 作 にお い て. します 。. も操 作 中 に堆 肥 そ う内平 均 温 度 を少 くと も40℃ 以 上 の 高. 〔 使 用記 号 〕. 温 に保 つ 必 要 が あ るの で よ り大 きな堆 肥 そ うが 必 要 に な. Cp混. 合 堆 肥 素 材 の 比 熱(kcal/kg℃). る もの と思 わ れ る。 た だ し,ど の程 度 の 容 積 が 実 際必 要. Go堆. 肥 そ う内見 掛 け 発 熱 量(kcal/m3hr). とな るの か につ い て は理論 解 析 に基 づ くシ ミュ レー シ ョ. Gt堆. 肥 そ う内 の 真 の(全)発 熱 量(kcal/m3hr). ン を行 っ た上 で 判 断 され な け れ ば な らない 。. HL水. 分 蒸 発 に よ る潜 熱 損 失 量(kca1/m3hr). h堆. 肥 そ う壁 か らの熱 損 失 を 表 す 伝熱 係数. 4.結. 言. (kcal/m2hr℃). 堆 肥 そ う内 に 埋設 した 管 内 へ蓄 熱 そ う内 の水 を循 環 通. hv蓄. 熱 そ う壁 か らの熱 損 失 を表 す 伝 熱 係 数. 水 し,堆 肥 発 酵 熱 を 抽 出 ・蓄 熱 す る実 験 を行 い,以 下 の. (kcal/m2hr℃) L. 水 の 蒸発 潜 熱(kcal/kg). S. 堆 肥 そ う壁 の 表 面 積(m2). が50℃ 以 上 の高 温 状 態 に維 持 され た。 そ の 間,断 続 的 熱. Sv. 蓄 熱 そ う壁 の 表 面 積(m2). 抽 出 ・蓄 熱 実験 と連 続 的熱 抽 出 ・蓄 熱 実験 を行 った 。 断. Ta. 室 温(℃). 続 実 験 に お い て蓄 熱 そ う内水 温 を 目標 温 度(30℃)に 上 昇. Tav. 堆 肥 そ う内平 均 温 度(℃). さ せ る ことが で きた の は室 温 が10℃ 以 上 の 場 合 で,室 温. Tl. 蓄 熱 そ う 内水 温(℃). が5℃ 以下 で は 目標 水温 を 得 られ な か っ た。 又,連 続 実. V. 混 合 堆 肥 素 材 の容 積(m3). 験 で は発 熱 量 が小 さか った こ と と室 温 が 低 か った こ とに. Vav. Vの 実 験 全 期 間 の平 均 値(m3). よ り定 常状 態 で16〜24℃ 程 度 の水 温 しか 得 られ な かった。. w. 混 合 堆 肥 素材 の含 水 率(%). 結 果 を 得 た。 1)全. 実験 期 間(72日 間)の 内,約60日. 間 そ う内温 度. ‑263‑.
(8) 農 ρ. 業. 気. 混 合 堆 肥 素 材 の 見 掛 け密 度(kg/m3). 石 川 農 試 ・福 井 農 試 ・新 潟 園 試,1982:北. 時 間(hr). θ t. 全 実 験 期 間(hr). 栽 培 技 術,総 久保田. θext. 通 水 継 続 時 間(hr). θrec. 堆 肥 そ う内 温 度 回 復 所 要 時 間(hr). 農 業 気 象,39. 正 版,朝. 藤 田 賢 二 ・北 脇 秀 敏,1984:コ 都 市 と廃 棄 物,14. (1). 肥 化 過 程 に お け る熱 移 動,. (3) ,173‑179. 肥化 過程 に お け る 熱 移. 動(第2報),40(1),37‑45.. 浩 ・高 尾 彰 一 ・栃 倉 辰 六 郎 ・斎 藤 日 向 ・高 橋 用 微 生 物 学Ⅰ,訂. 学 工 学,41,364‑368.. 平 和 ・小 森 友 明,1984a:堆. 献. 究 成 果,44‑45.. ンポ ス ティン グ ー 有 機. 平 和 ・小 森 友 明,1983:堆. 関 引 用 文. 1974:応. 合 助 成 試 験 事 業(中 核)研. 宏 ・細 野 恭 生,1977:コ. 質 固 体 廃 棄 物 の 土 壌 還 元,化 関. 混 合 素 材 中 の 炭 素 含 有 量 の 変 化 量(kg). 相 田. 陸 地域 に お け. る 冬 季 無 加 温 に よ る施 設 の 融 雪 方 法 お よ び 軟 弱 野 菜 の. θ. ⊿C. 象. 関. 甫,. 平 和 ・小 森 友 明,1984b:埋. 設 管 内通 水 方 式 によ る. 堆 肥 発 酵 熱 抽 出 の 試 み,農. 倉 書 店,123‑124.. 島田. ン ポ ス ト原 料 の 発 生 熱 量,. 修,1982:東. 験 報 告,都. ,19‑25.. 業 気 象,40. (3) ,219‑228.. 京 都 の 都 市 ご み コ ン ポ ス ト化 処 理 実. 市 と廃 棄 物,12. (3) ,29‑43.. Summary. Experiments performed between. the. were. the. heat. The. and. accumulation. buried-tube-type. exchanger. compost. whole. period,. heat and. the. the. of. the. exchanger. heat. and. accumulator. higher. than. 5•Ž. in. than. average. an. ing. of. The early. as. 3). The. generated. an. a heat. in. composting. accumulator.. transfer. process. Water. was. The. following. medium.. were. circulated results. 4). transfer. It. is. for. heat 40. not. heat. collection. (72. 50•Ž. were. intermittent. temperature the. 30•Ž, when. water. higher. for. about. During. this. high. made. by. circulating. water-circulation,. temperature,. water. or. days).. accumulation. the. a designed. the. generation days,. likely. the. when. the. the. room. temperature. at. room. steady. days. water water. tem-. temperature. temperature the. 60. temperature. was. lower. state. condition. in. which to. the. compost. included. be. bed. a turning. inhibited. by. was of. extracting. 200. the. through. compost. 300. kcal/m3hr. heat. bed.. from. the. The bed. compostduring. the. experiments. extraction at. efficiencies. buried. the. could. was steady increase. 17-26% state by. in. the. condition the. intermittent was. well. water-circulation,. 27-32%. designed. in. the. arrangement. while. continuous and. water-. the. increased. tubes.. necessary the. of. about. of. heat. of. at. stage. 24•Ž.. rate. efficiency. the. did. first. and case. to. temperature. the. water-circulation,. through. of. in. the. water-circulation. These of. never. therefore. of. circulation.. container. 16. intermittent. efficiency. number. but. average. extraction In. continuous. period was. of. heat. attained. apparent. reaction. period. for. 10•Ž, the. its reaction. continuously. accumulator. With. 2) during. the. maintained. composting. experiments. of. was. was. of. or. perature. bed. period. intermittently. the. extraction. a. obtained. 1). of. for using. compost. to. investigate and. the. the heat. method. accumulator. processes.. ‑264‑. for on. deciding. the. the. of. basis. optimum the. theoretical. scale. or analysis. size. of of. the heat.
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