成果報告書詳細
管理番号20120000000241
タイトル*平成23年度中間年報 省エネルギー革新技術開発事業 先導研究(事前研究一体型) 磁気ヒートポンプ技術の研究開発
公開日2012/5/10
報告書年度2011 - 2011
委託先名中部電力株式会社 公益財団法人鉄道総合技術研究所 株式会社三徳 サンデン株式会社
プロジェクト番号P09015
部署名省エネルギー部
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 本研究開発は、「次世代型ヒートポンプシステム」のひとつとして、磁気熱量効果を用いたヒートポンプ技術の実用化に向けた開発に取り組むもので、この技術を実用化することにより鉄道車両内の空調、業務用冷凍空調設備、自動販売機などの消費エネルギーを大幅に削減することができる。さらには、軽量化等の技術開発により、電気自動車の高効率カーエアコンへの適用で、航続距離の増加が図られることから、低炭素社会実現に向けた電気自動車の普及拡大にも寄与し、大幅な温室効果ガス排出量の削減に貢献するものである。しかしながら、国内外において磁気ヒートポンプの高効率な運転実証が行われた事例は報告されておらず、磁気ヒートポンプ技術の高効率化に疑問を持たれている状況にある。このため、事前研究では、磁気ヒートポンプの熱交換性能の把握と磁気作業物質の加工性確認を行うとともに、磁気作業物質の性能向上に応じて磁気ヒートポンプの高効率化が可能となることを実証することを目的とし、平成23年度は以下の成果が得られた。
英文要約Title:“Research and Development Program for Innovative Energy Efficiency Technology / Leading Research (combining preliminary research) / Research and Development of Magnetic Heat Pump Technologies” (FY2011 - FY2012) FY2011 Annual Report
This research and development has been conducted during the period from December 2011 to June 2012, with the aim of demonstrating that an improvement in the efficiency of a magnetic heat pump can be realized by improving the magnetocaloric material, in addition to understanding the heat exchange performance of the magnetic heat pump and confirming the workability of the magnetocaloric material. As a technological development for enhancing heat transfer and reducing pressure loss of the heat exchange component of the magnetocaloric material, an evaluation of heat transfer and pressure loss characteristics of the heat exchange component structure of an AMR (Active Magnetic Regenerator) was conducted in FY2011 using simulations, from the perspective of COP (Coefficient of Performance) improvement. As a development of a free-form fabrication technology for the magnetocaloric material, a La-Fe compound possessing high magnetic refrigeration characteristics at a temperature range of approximately 5°C was fabricated into a spherical powder with an 0.5 to 1 mm diameter and a sheet with a 1 mm thickness. Although it was confirmed that the compound could be processed into a spherical shape, cracking occurred on the sheet. In prototyping a several kW-class magnetic heat pump and its performance evaluation, a portion of the duct that is to be filled with the specimen has been fabricated for a performance evaluation using a La-based sample that will be performed in FY2012. In addition, reference data for the magnetic heat pump was obtained by mounting a Gd-based sample on an existing magnetic refrigerator and quantitatively confirming the refrigeration capacity of the system after changing the operating temperature. Furthermore, numerical analysis taking into consideration the physical properties of the La-based sample and Gd-based sample was conducted. Through this analysis, operation conditions have been found that suit the property comparison of these two specimens incorporated into magnetic heat pump.
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