成果報告書詳細
管理番号20100000001726
タイトル*平成21年度中間年報 エネルギー使用合理化技術戦略的開発事業 稚内層珪質頁岩デシカント換気空調を用いた高効率冷暖房・給湯ヒートポンプシステムの研究開発
公開日2010/10/26
報告書年度2009 - 2009
委託先名国立大学法人北海道大学 有限会社稚内グリーンファクトリー 株式会社自然素材研究所 富士スレート株式会社 サンポット株式会社 株式会社長府製作所
プロジェクト番号P03033
部署名省エネルギー技術開発部
和文要約和文要約等以下本編抜粋:1. 研究開発の内容及び成果等
(1)稚内層珪質頁岩の水蒸気吸着性能の向上に関する研究(北海道大学、稚内グリーンファクトリー、自然素材研究所)
前年度より、稚内層珪質頁岩(WSS)の水蒸気吸着性能を高めるため、塩化ナトリウム(NaCl)や塩化リチウム(LiCl)など、吸湿性または潮解性のある塩化物のWSS 細孔内担持による吸湿性能向上に取り組んできた。
4wt%LiCl と7wt%NaCl の複合溶液での含浸担持により、95%RHにおける最大吸湿量が530mg/gと、今期目標値である500mg/g を超える吸湿量を得ることが出来た。また30℃·75%RH と40℃·30%RH 間における吸放湿試験より、4wt%LiCl- 7wt%NaCl の複合溶液で含浸担持した塩化物担持WSSにおいて、45 分で100mg/g 以上の吸湿量を達成
することが出来た。
これらの結果をもとに、4wt%LiCl-7wt%NaCl複合溶液および5wt%NaCl 単独溶液にてそれぞれ含浸担持した塩化物担持WSS 配合抄紙による円筒形ハニカムフィルター(直径φ150mm、長さ60mm)を試作し、40℃·30%RH と30℃·75%RHの条件の空気を、10 分間ずつ繰り返し交互にフィルターに通風することで、バッチ式による吸放湿試験を行った。図1 に示すように、吸放湿量は4wt%LiCl-7wt%NaCl 複合担持よりも、5wt%NaCl単独担持の吸湿量の方が大きく、また再生時の放湿速度もNaCl 単独担持の方が有利であることが明らかとなった。また同様に試作したB 型シリカゲルの吸放湿量と5wt%NaCl 単独担持フィルターの吸放湿量はほぼ同等であり、また再生速度ではB 型シリカゲルの性能を若干上回ることから、デシカントローターのような短時間で連続的に吸放湿が行われるようなシステムでは、WSSへのNaCl 単独担持が有効であることが示唆された。
英文要約Title: Research and Development of Heat Pump System with Desuperheater for Effective Cooling, Heating, and Hot Water Supply Combined with Desiccant Ventilation System Using Wakkanai Siliceous Shale
This fundamental research project consists of three research and development works. The first work is to improve the water adsorption ability of Wakkanai Siliceous Shale (WSS) for developing the new desiccant rotor, which can be regenerated by using low-temperature exhaust heat of 40 deg. C. From the cyclic test between the 40 deg. C - 30%RH and 30 deg. C - 75%RH, it was found that the NaCl impregnated honey-comb filter showed high adsorption/desorption amount of water vapor, compared with that of silica-gel B type. Based on this result, the honey-comb desiccant rotor (200 cell per square inch) using WSS containing paper impregnated by NaCl solution was developed. In addition, the WSS powder coated and the WSS ceramic honey-comb rotors were developed. To evaluate the dehumidification performance of developed rotors, the new equipment, which can introduce the two kinds of air of the different temperature and relative humidity into the rotor, was made in this research work. The NaCl impregnated WSS paper rotor showed higher performance than that of silica gel B type. In addition, by using the NaCl impregnated rotor of 270 cell per square inch, 5.0 g/m3 of target value in this year was achieved. The size of desiccant system is about 0.48 m3. To increase this dehumidification performance, the diameter of rotor changed from 400 mm to 500 mm at the end of this year. In the next desiccant evaluation system, the 500 mm rotor will be used. The third work is the development of heat pump system with desuperheter for cooling, heating and hot water supply. To increase the COP values, various heat exchangers were developed and tested. From these results, we could get the best results using the 30 numbers of plate type heat exchanger. In addition, to enhance the hot water supply performance, an assistant heat exchanger was added into the desuperheter system. The COP values of heating, cooling, hot water supply, heating with hot water supply and cooling with hot water supply were 4.23, 5.26, 4.00, 5.00 and 5.15, respectively. All of COP values can be achieved the target COP in this year. All of COP values were able to achieve the target COP of this year.
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