架橋ポリエチレン粒子充填潜熱蓄熱槽の非定常放熱特性

概要

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エネルギーの効率的変換及び熱エネルギーの有効利用の立場から、著者らは脱カプセル型の表面架橋を施した形状安定化潜熱蓄熱材の開発とその蓄熱槽内での蓄放熱特性をそれぞれ実験及び数値計算により解明し、その優れた蓄放熱特性を明らかにした。さらに、前報では、中温度水準（130～150℃）の潜熱蓄熱材として表面架橋処理を施した形状安定化ポリエチレンペレット（以下粒状蓄熱材と呼ぶ）に着目し、粒状蓄熱材と熱媒体としてのエチレングリコール水溶液（以下熱媒体と呼ぶ）を充填した新たな潜熱蓄熱槽を提案した。すなわち、その蓄熱槽下部に設けた電気ヒーターの加熱により、蓄熱槽内の熱媒体の沸騰そしてその凝縮現象に伴う大きな凝縮熱により、粒状蓄熱材を急速に融解蓄熱した場合の蓄熱性を諸因子のもとで解明した。本報告は、前報の粒状蓄熱材を融解蓄熱した蓄熱槽からの熱抽出、すなわち融解した粒状蓄熱材の凝固に伴う放熱特性を実験及び数値計算により解明し、この種の新しいタイプの潜熱蓄熱システムの特徴を明らかにするものである。まず、放熱実験結果に基づいた数値計算モデルを提案し、その放熱特性に影響を及ぼす熱媒体の入口流速、熱媒体の入り口温度及び粒状蓄熱材の充填高さ等の効果を実験と数値計算により総合的に検討するものである。特に、得られた結果をもとに、この種の潜熱蓄熱槽の放熱完了時間に関する無次元整理式の誘導も試みてある。Transient heat release characteristics of a latent heat storage vessel packed with surface cross-linked form stabilized high-density polyethylene pellets as a phase change material (PCM) have been investigated numerically and experimentally. The obtained results revealed the effects of the inlet velocity, the inlet temperature of ethylene glycol/water solution as a heat transfer medium, and the amount of the PCM on the heat release characteristics. As a result, the nondimensional correlation equation of the completion time of the heat release process was derived as a function of some nondimensional parameters.
社団法人日本機械学会の論文
1999-03-25

架橋ポリエチレン粒子充填潜熱蓄熱槽の非定常放熱特性

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