ゲル状潜熱蓄冷熱体混合水からの空気泡群による直接接触採冷熱(熱工学, 内燃機関, 動力など)

概要

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エネルギ有効利用の観点そして夜間の余剰電力を活用し、昼間の過剰な電力消費を軽減させる目的から、潜熱蓄熱システムが注目されている。この蓄熱システムにおいて、固－液相変化を生じる潜熱体を熱媒へ分散混合した蓄熱体混合媒体は、その相変化に伴う潜熱を利用できることから、高密度蓄熱や高効率な熱輸送も可能である。このような潜熱蓄熱体混合物質としては、潜熱体をカプセル化またはエマルジョン化した潜熱蓄熱体混合水が挙げられるが、水との分散性向上のための微細化処理やカプセル化費用など経済的制約がある。この問題を解決する方策として、固－液相変化する潜熱体の形状安定化にゲル化処理を施す方法がある。これは炭化水素系潜熱体をゲル状粒子に成形するもので、カプセル化以上の強度を保つことができる。したがって、蓄熱体を比較的大きい粒子にまで生成可能であり、連続相との分離処理の簡略化、経済的にも優れたものとして将来有望視されている。また炭化水素系潜熱体の利点として、その種類や含有質量割合を変えることにより、利用可能な温度（融点温度）が可能であり、蓄熱効率の向上及び配管スペースの縮小などが期待される。本研究では、このゲル状潜熱蓄冷体混合水を用いた潜熱蓄冷熱システムにおいて、システム構築時に必要となる蓄熱体からの採冷熱特性について検討するものである。採冷熱法としては、このような混合水を使用した場合、その粘性が大きくなることから、隔壁型熱交換機ではその流動に伴うポンプ動力の増大が指摘されている。これを回避する目的から圧力損失の軽減が可能であり、また高い熱伝達特性を有した気－液直接接触採冷熱法を本研究で検討する。空気による採冷熱に関して、重要である潜熱蓄冷熱槽出口空気温度に関連する温度効率及び採冷熱時間等に着目し、諸因子がこれらに及ぼす影響について実験的に明らかにする。This paper has dealt with cold heat extraction characteristics from the gel latent-cold-heat storage-material suspension with surfactant to air bubbles. The gel latent-cold-heat storage-material consisted of n-paraffin as the core latent-cold-heat storage-material and water as a heat transfer medium. The relationship between outflow air temperature in latent-cold-heat release process and various parameters was examined experimentally. As a result, especially concentration of the gel latent material added to water exerted an influence on gas holdup and cold heat extraction characteristics to air bubbles. The non-dimensional correlation equations for the temperature effectiveness of latent-heat storage process were derived in terms of the ratio of water layer height to diameter of latent heat material, Reynolds number of air flow, Stefan number and modified Stefan number including air humidity.
2002-05-25

ゲル状潜熱蓄冷熱体混合水からの空気泡群による直接接触採冷熱(熱工学, 内燃機関, 動力など)

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