成果報告書詳細
管理番号20090000001040
タイトル平成17年度-平成19年度成果報告書 エネルギー使用合理化技術戦略的開発/エネルギー使用合理化技術実用化開発/コンパクト・省スペース・高効率CO2冷媒ヒートポンプ給湯機の開発
公開日2009/11/17
報告書年度2005 - 2007
委託先名ダイキン工業株式会社
プロジェクト番号P03033
部署名省エネルギー技術開発部 研究開発グループ
和文要約件名:平成17年度-平成19年度成果報告書 エネルギー使用合理化技術戦略的開発 エネルギー使用合理化技術実用化開発 「コンパクト・省スペース・高効率CO2冷媒ヒートポンプ給湯機の開発」 十分な設置スペースを確保できない狭小地でのヒートポンプ給湯機の普及率拡大を図るために、コンパクトで設置スペースが小さくて済む、都市部向けのヒートポンプ給湯機の開発を行った。現在のCO2冷媒ヒートポンプ給湯機は、ヒートポンプユニットと300L-460L程度の貯湯ユニットのシステムから構成される。しかしこの貯湯ユニットを設置するために広いスペースを要するため、郊外の戸建住宅などと比べて、都市部の狭小地住宅や集合住宅などの所有面積が小さい住宅への導入が進んでおらず、さらなるCO2排出量削減に向けて、この市場セグメントへの普及促進が課題である。当社は、この課題を解決するため、貯湯ユニットの小容量化とヒートポンプユニットの高効率・大能力化により設置スペースの小さい給湯システムを実現する。具体的にはまず、当社が保有する膨張機・圧縮機を利用し、冷媒回路内にてエネルギーを回収することにより、ヒートポンプユニットの高効率化を図った。また、膨張機・圧縮機の効率向上、ロス低減およびシステム制御方法の検討を行い、さらに水熱交換器、空気熱交換器などの各要素機器についても最適化を実施して効率改善を図るとともに、試作機の市場評価を反映し、より実用性を考慮したシステム仕様とした。貯湯ユニットについては、断熱性能を高めることなどにより貯湯ユニット単体での性能を上げるだけでなく、ヒートポンプユニットの加熱能力と、最低限必要な貯湯ユニット容量のバランス点を見極め、湯切れを起こさないような最適な制御方法を構築することによりコンパクト化を図った。更にシステム全体として試作機を製作し、都市部狭小地においてフィールド評価を実施した。制御性などについてはまだ改善の余地があるが、搬入・据付性について施工業者にヒアリングを行ったところ、良好な回答を得られた。今後、本共同実用化開発終了後に本開発成果をベースにして、商品化開発に取り組む予定である。
英文要約Title:Strategic Development of Rationalization Technology for Energy Use; Practical Development of Rationalization Technology for Energy Use; Development of Compact, Space-saving, and high efficiency CO2 Refrigerant Heat Pump Water Heater. Consignee: Daikin Industries, Ltd. (FY2005-FY2007) Final Report We have developed compact heat pump water heaters which needs only small space to grow the penetration rate of heat pump water heaters at place where people cannot save enough installation space. Currently CO2-refrigerant heat pump water heater consists of a heat pump unit and a storage tank unit with a variety of its capacity of about 300L to 460L. Since we need a large amount of space to set this storage tank unit, introduction of heat pump water heaters is not going as smoothly in dwelling houses and collective housing in urban area where the lot area is very narrow, compared to suburban detached houses in Japan. Encouraging broad use in this market segment is our target for the purpose of reducing more CO2 emissions. In order to address this, we have achieved compact-space hot water systems by lowering capacity of storage tank units and by making heat pump units high-efficient and capacity of heat pump units enlarged. Specifically, we recover energy in refrigerant circuits by utilizing expansion equipments for CO2 two phase flow and compressors which our company owns and improve high-efficient heat pump units. We also have improved efficiency and lowered losses of expansion equipments and compressors, examine a system control method, implemented optimization on each component such as water-heat exchangers, air-heat exchangers, etc., and at the same time, we have introduced system specifications in consideration of more practical use after reflecting market’s evaluation. With regard to storage tank units, we nailed down the balance between heating capacity of heat pump units and the required minimum capacity of storage tank units and not only we have improved capacity as a stand-alone unit by enhancing insulation efficiency, but also have succeeded in downsizing and building most appropriate control method which prevent running out hot water. Furthermore we produced a prototype as a whole system and implemented a field test in narrow place in suburban area. We still have a room for improving on controllability, however we have interviewed undertakers on carrying-in and installation and received satisfactory responses from them. We are scheduled to work to develop product commercialization based on accomplishment of this development after the completion of this joint development of practical applications.
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