強制対流下における球状吸着剤矩形充填層の側面冷却による吸着促進(熱工学,内燃機関,動力など)

概要

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住宅・ビル空調分野では、省エネルギーの促進や室内空気質そしてアメニテイ性の向上が米国やカナダように一部義務付けている状況あり、今後室内空気の調湿や換気に伴う空調負荷の増大が予想される。このような背景のもとに、大量に賦存する低温排熱の利用、省エネルギー促進そして室内空気環境の快適性志向をカバーする環境親和型熱技術（グリーンサーモテクノロジー）の最右翼である熱サイクル機器として、吸着剤を用いた吸着熱式冷凍機やヒートポンプそして調湿機やデシカントクーリング機器等がある。吸着剤を用いたヒートサイクルは、古くて新しい技術で、環境に優しい技術と言うことで米国や欧州等で開発普及が進んでおり、我が国の代替冷媒を用いた蒸気圧縮機型冷凍機の展開と対比するものである。これら吸着剤を用いた空調関連の調湿や調温利用以外に、吸着剤の水蒸気の吸着及び脱着過程において、水分の蒸発・凝縮潜熱に相当する多量の熱授受があることから、吸着剤は蓄熱材として利用の可能性がある。特に高温多湿な我が国の気候環境においては、湿り空気中の水蒸気を吸着剤に吸着（除湿）する際に発生する吸着熱（放熱）を暖房熱源等へ利用し、その脱着再生（加湿）においては排熱や太陽熱等を利用する、いわゆる化学蓄熱の構築が可能となる。従って、本基礎研究は、一般に普及している低温脱着が可能なシリカゲル吸着剤を蓄熱剤として利用することを前提として、まず冷却による平衡状態に至る吸着特性向上を数値計算で検討するものである。対象とする吸着系は、球状吸着剤を充填した矩形充填層に湿り空気を流動させるもので、吸着性能向上特性は矩形充填層側壁からの冷却による効果を種々の因子（冷却温度、湿り空気流入湿度、平均空気速度、球状吸着剤粒子直径や充填層の寸法）のもとで明らかにするものである。The present paper has dealt with the one-sidewall cooling effect of spherical adsorbent paticles packed in a rectangular bed on water vapor adsorption characteristics by a 2-dimensional numerical analysis. The analysis model was considered that one-sidewall of a rectangular packed bed with the homogeneous spherical silica-gel particles was cooled and another walls were adiabatic. The moist air flowed into the rectangular packed bed with spherical adsorbent particles. The silica-gel B with high adsorption ability over high relative humidity was selected as a suitable adsorbent. Numerical results revealed the effects of moist air inlet humidity and airflow velocity, size of spherical silica-gel particles and width of the rectangular packed bed and the sidewall cooling terperature on the amount of water vapor adsorption.
一般社団法人日本機械学会の論文
2003-11-25

強制対流下における球状吸着剤矩形充填層の側面冷却による吸着促進(熱工学,内燃機関,動力など)

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