日本冷凍空調学会論文集
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早期公開論文
早期公開論文の16件中1~16を表示しています
  • 角田 功
    原稿種別: 原著論文
    論文ID: 20-44SY_OA
    発行日: 2020年
    [早期公開] 公開日: 2020/12/15
    ジャーナル オープンアクセス 早期公開

    電気自動車では,走行用として蓄えている電力の一部が,暖房用としても使われる.暖房システムとしては,構造の簡単さからCOP1以下である電気ヒータが使われるが,消費電力が大きいため,暖房運転が走行距離を短縮するという問題が生じる.その対策として暖房効率の高いヒートポンプが検討されているが,様々な課題を有している.室外熱交換器着霜による性能低下はその中でも解決が難しい課題である.建物用のヒートポンプでは,定期的な除霜運転を行う.しかし自動車の場合には走行することと,暖房空間の狭さから一時的に暖房を停止するのは難しいため,着霜したまま運転を続ける.本稿では自動車のヒートポンプにおいて,室外熱交換器に着霜させたまま連続で暖房運転した場合に,その性能と効率の変化を確認したため,その内容を報告する.

  • 田岸 未来子, 大久保 英敏
    原稿種別: 原著論文
    論文ID: 20-46SY_OA
    発行日: 2020年
    [早期公開] 公開日: 2020/12/15
    ジャーナル オープンアクセス 早期公開

     冷凍空調分野で長年問題となっている熱交換器への着霜は,熱交換量の低下と通風抵抗の増大の原因となり,除霜運転が不可欠である.近年,低温機器の成績係数(COP)の向上を目的として,融解を伴わない機械的除霜が提案されている.この機械的除霜を実現するために,霜結晶の冷却面への付着力低減が大きな課題となっている.本研究では,霜層の掻き取り力を低減することを目的として,冷却面表面の微細加工形状として,単純な矩形凹凸面の凸部にR形状を設けたM字型凹凸面形状を提案する.この提案に基づき,数値解析および霜結晶の生成・成長の観察実験を行った.その結果,霜結晶が生成・成長する冷却面面積の低減と,霜結晶同士のブリッジングを抑制する効果について,M字型凹凸面形状の優位性を確認できた.

  • 横山 翔一 , 大久保 英敏 , 関 光雄, 安喰 春華
    原稿種別: 原著論文
    論文ID: 20-49SY_EM_OA
    発行日: 2020年
    [早期公開] 公開日: 2020/12/15
    ジャーナル オープンアクセス 早期公開

    着霜現象は,熱移動および物質移動の同時移動現象であり,霜層を形成する氷結晶が冷却面表面上から生成・成長する非定常現象である.この着霜現象を系統的に理解し,低温機器の熱交換器で問題となっている人工霜の生成・成長を防止または抑制することは,低温機器の消費エネルギーを削減する効果があり,革新的な省エネルギー技術となる.本研究では,微細凹凸面が凹凸面の凹部(溝部)の着霜を抑制し,凸部表面から霜結晶を生成・成長させる方法に関する基礎的研究を行った.結果として,着霜曲線の領域I(-40.1℃≦tw<0℃,tw : 冷却面表面温度)における着霜低減化の可能性を明らかにした.

  • 玉置 亮, 李 潤珠, 鈴木 徹
    原稿種別: 原著論文
    論文ID: 20-47_OA
    発行日: 2020年
    [早期公開] 公開日: 2020/11/15
    ジャーナル オープンアクセス 早期公開

    n-HexadecaneHD)の結晶化に与えるn-DacaneDCA)およびn-OctaneOCT)の影響を調べた.これにより,脂質成分どうしの相互作用が脂質の過冷却解消に及ぼす影響を体系的にとらえることを目的とした.HD-DCA , HD-OCT 系それぞれについて平衡凝固点に対して結晶核生成温度をプロットしたところ,一次の相関が見られた.しかしながらその傾きから評価すると,HD は水溶液系ほど過冷却が進行しなかった.n-Alkane 類は極性を持たず,水溶液系ほど分子間の相互作用が強くないため,過冷却解消の障壁が高くないことがひとつの要因として推察された.また,HD-OCT 系よりHD-DCA 系の方が相対的に過冷却が進行する結果となり,共存物質によって過冷却の進行度合いが異なることも明らかとなった.

  • 松本 亮介, 西浦 雄人, 塩川 貴大, 槇原 拓郎, 小田 豊, 清水 智弘, 依岡 拓也, 荒木 拓人
    原稿種別: 原著論文
    論文ID: 20-20_EM_OA
    発行日: 2020年
    [早期公開] 公開日: 2020/10/31
    ジャーナル オープンアクセス 早期公開

    本研究では,霜層の微細構造をX μCT を用いて測定し,冷却面の表面性状が霜層の微細構造に及ぼす影響について調べた.霜は冷却面上に凝縮した微小液滴を起源として成長する.液滴が合体成長の後に凍結し,その氷滴の頂部より柱状結晶が成長し,霜層が形成される.冷却面の表面性状は,この霜形成初期段階の滴状凝縮の液滴形状に影響をおよぼすと考えられる.本研究では,接触角が15 °以下の親水性と接触角96.2 °のはっ水性の2種類のシリコンチップの冷却面上に霜層を形成した.はっ水性の冷却面では親水面に比べ小さい氷滴が冷却面上に形成され,平板状の氷結晶が氷滴上部を覆い,その上部では霜密度が小さい箇所の存在が確認された.

  • -複数の施策による改善効果-
    村山 知嶺, 宮崎 達也, 勝田 正文, 裵 相哲
    原稿種別: 原著論文
    論文ID: 20-30TN_EM_OA
    発行日: 2020年
    [早期公開] 公開日: 2020/08/31
    ジャーナル オープンアクセス 早期公開

    日本の寒冷地において,暖房と給湯に必要なエネルギーは高い割合を占めており,この削減は高い省エネルギー効果が期待できる.しかし、寒冷地では外気温が低くヒートポンプの効率の低下により、普及が進まず,主に灯油が用いられている.本研究では,CO2 を作動液としたサーモサイフォン型ヒートパイプを熱回収に適用し,地中表層熱を蒸発器の熱源することで効率低下を防ぐ地中表層熱採熱にCO2 サーモサイフォンを用いる場合に考えられる性能向上への試み,例えばヒートパイプコンテナの形状,凝縮部温度の変更及び蒸発部下部への補助加熱が性能に与える影響の評価,さらに得られたデータを組み込んだシミュレーションを実施した. 凝縮部設定温度0℃の場合,コルゲート管のヒータ無し,封入率45%で最大の凝縮部熱交換量を得た.凝縮部設定温度3℃では,平滑管のヒータ無し,封入率40%で最大の凝縮部熱交換量を示した.補助ヒータを設置すると,蒸発部下部の壁面温度の上昇を抑制する効果を確認した.実測値から求めた熱伝達率整理式を用いて平滑管は長さ10mで8 本,長さ15mで5 本,コルゲート管においても同様に10mで7 本,15mは5 本でCOP=2.8 を達成した.

  • 松本 亮介, 塩川 貴大, 西浦 雄人, 小田 豊, 伊藤 大介, 齊藤 泰司
    原稿種別: 原著論文
    論文ID: 20-19_EM_OA
    発行日: 2020年
    [早期公開] 公開日: 2020/07/31
    ジャーナル オープンアクセス 早期公開

    除霜時における融解水の分布や排水挙動の評価は,除霜時間の決定や残留する融解水の排除を考える上で重要である.本研究では,X線ラジオグラフィを用いて単一鉛直平板上の除霜時の水分布を10 秒ごとに測定し,除霜前の着霜分布との差を求めることで,平板内で移動した融解水の挙動を観察した.周囲空気から加熱を行い除霜を行った.平板温度が0℃以上になった箇所から霜層が融解を始め,融解水が平板面方向の残っている霜層内へ毛管力により浸透する.浸透により融解水は冷却面上に残留しない.浸透距離は霜層の融解の進行とともに増加した.霜層が残る平板端にまで融解水が移動した後,融解水は平板から排出される

  • 小司 優陸, 葛 隆生, 阪田 義隆, 長野 克則
    原稿種別: 原著論文
    論文ID: 20-26TN_EM_OA
    発行日: 2020年
    [早期公開] 公開日: 2020/07/31
    ジャーナル オープンアクセス 早期公開

    地中熱利用システムはその高効率性の一方で導入コストが高額となるため,ライフサイクルコストの評価によるシステムの最適設計が必要とされる.このライフサイクルコストの評価を行うため地中熱利用システムの設計段階においては長期間のシステムシミュレーションが不可欠であり,高速なシミュレーション手法の開発が課題となっている.この課題に関して,地中熱利用システムにおいて肝要である地中熱交換器周囲温度場のシミュレーションは,非定常採放熱量変化と一定採放熱条件下での温度応答関数の畳み込みによって計算される.この畳み込み計算はGPU を用いた高速フーリエ変換によって計算が可能であり,この手法によって畳み込み計算における計算負荷が削減される.本研究ではGPU を用いた高速フーリエ変換による畳み込み計算の高速化を行い,この効果を定量的に評価した.本手法によって1 分刻み25 年間のシミュレーションにおける畳み込みが22.8 秒で計算され,GPU を用いない計算と比較して2.5 倍の計算速度を示した.

  • 山下 優, 濱本 芳徳, 宮田 一司, 矢嶌 健史
    原稿種別: 原著論文
    論文ID: 20-14_EM_OA
    発行日: 2020年
    [早期公開] 公開日: 2020/07/15
    ジャーナル オープンアクセス 早期公開

    蒸発伝熱面の冷媒濡れ性を向上・維持して薄液膜からの蒸発熱伝達を向上させるために,著者らはレーヨン短繊維をクロスフィンチューブ熱交換器表面に静電植毛した伝熱面(植毛面)に着目した.本研究では,植毛面に形成される液膜形状や蒸発熱伝達特性を明らかにすることを目的とし,まず本熱交換器を水冷媒に浸してフィン上の液膜を観察した.その結果,フィン間にブリッジされる厚い液膜とフィン面上の繊維間に保持される薄い液膜の2 種類を確認した.そして両液膜の厚さの推算方法を提案し,その妥当性を確認した.次に植毛面が伝熱を阻害しないことを無植毛面との比較実験で確認した.さらにフィン面が繊維間液膜で覆われる場合,蒸発熱抵抗が無植毛面のそれよりも約半分に低下することを明らかにした.最後に繊維間液膜部の熱抵抗の予測モデルを作成し,適用可能な範囲を明らかにした.

  • 関谷 禎夫 , 久保田 淳, 野中 正之, 台坂 恒
    原稿種別: 原著論文
    論文ID: 20-12_OA
    発行日: 2020年
    [早期公開] 公開日: 2020/06/15
    ジャーナル オープンアクセス 早期公開

    気液分離器を用いた二段圧縮インジェクションサイクルでは,インジェクションされる冷媒が常に飽和状態にあり温度が変化しない.このため,分離器内のガス冷媒がどの程度インジェクションされたのか検知することが困難であり,流量の適正化手法の確立が課題とされてきた.そこで本研究では,インジェクション流量を適正化するための制御指標を構築することを目的として,一段目圧縮室からの吐出冷媒を用いて積極的に加熱することで過熱度を作り出し,制御指標とすることを提案し,その有効性を実験により評価した.この結果,過熱度はインジェクション流量により変化し,COP を最大化するための制御指標として有効であることを明らかにした.

  • 気液分配量と圧力損失の測定
    小野寺 亜由美, 畠田 崇史, 荒木 勇人, 廣田 真史
    原稿種別: 原著論文
    論文ID: 20-05_OA
    発行日: 2020年
    [早期公開] 公開日: 2020/05/31
    ジャーナル オープンアクセス 早期公開

    本研究では,パラレルフロー型熱交換器を模擬した垂直ヘッダ/水平多分岐管内の気液二相冷媒流について,ヘッダ内への分岐管の突き出しが気液分配と流路内の圧力損失に及ぼす影響を実験的に検討した.冷媒流量が大きい条件では,突き出しを設けることで液相分配の均一性は突き出しの無い場合に比べ若干向上するが,高クオリティ時に液相分配が最下部の分岐管に偏る傾向は改善されなかった.一方,流路の圧力損失は突き出しを設けた場合に2040%程度増加した.また,突き出しの有無にかかわらず,流路内の圧力分布は高クオリティ条件で上下方向に均一化することが明らかになった.

  • 澤井 清, 峯本 篤志, 石井 徳章
    原稿種別: 原著論文
    論文ID: 20-18CT_EM_OA
    発行日: 2020年
    [早期公開] 公開日: 2020/05/31
    ジャーナル オープンアクセス 早期公開

    家庭用冷蔵庫の省エネルギー化を目的とし,レシプロ圧縮機の高効率化を目指して主要損失の1つである漏れ損失に着目した.圧縮機動作中の圧縮室からの漏れを計測した報告例が少ないことから,まず動作中の漏れの計測方法を検討し,ピストン直径隙間と漏れの関係およびオイル粘度と漏れの関係を調べた.その後,ピストン表面に設けたオイル溝について,溝仕様と漏れの関係を実験的に調べた.その結果,オイル溝は漏れ低減に効果があり,漏れを低減するオイル溝仕様が明らかになった.

  • 張 莉, 東 朋寛, 齋川 路之, 長谷川 浩巳, 飛原 英治, 党 超鋲
    原稿種別: 原著論文
    論文ID: 19-39_OA_EM
    発行日: 2020年
    [早期公開] 公開日: 2020/03/31
    ジャーナル オープンアクセス 早期公開

    省エネ性と快適性から見る従来空調の問題点として,夏季の過冷却除湿による効率低下と冬季の無加湿による部屋空気の乾燥が挙げられる.デシカントによる空気の除加湿方式が解決方法の1つとして期待されている.本検討では,デシカントを熱交換器の表面に塗布したデシカント塗布熱交換器と,コンパクトなスライド式空気流路切り替え部を備えたデシカントモジュールの研究開発を行った.床面積90 m2,換気0.7 timeshour-1 の住宅を対象に,寸法が1100_Length ×500_Height ×700_Width mm のデンシカントモジュールを試作し,実験により,夏季と冬季定格条件の目標除加湿能力(1020 ghour1_summer, 750 ghour-1_winter)の9 割以上を達成できることを確認した.

  • 岩崎 俊, 近藤 智恵子, 東 之弘
    原稿種別: 原著論文
    論文ID: 19-36TG_EM_OA
    発行日: 2020年
    [早期公開] 公開日: 2020/02/15
    ジャーナル オープンアクセス 早期公開

    HCFO 系およびHFO 系低GWP 単一冷媒9 種を対象とし,示差毛管上昇法を用いて表面張力を実測し,REFPROP10.0 の計算値と比較を行った. R1224yd(Z)R1336mzz(Z)については,測定値とREFPROP10.0 の計算値との間に無視できない乖離が認められたため,REFPROP10.0 で計算される表面張力については,一部の冷媒で,改善の余地があることが示唆された.また,表面張力の測定値と状態方程式で計算されたモル飽和密度からParachor の値を算出した.その結果,R1336mzz(E)Parachor が,温度に依存せず一定値を示さなかったことから,表面張力の測定値,あるいは密度の再検証が必要であることが示唆された

  • 常門 加奈, 宮脇 長人, 李 潤珠, 鈴木 徹
    原稿種別: 原著論文
    論文ID: 20-03_OA
    発行日: 2020年
    [早期公開] 公開日: 2020/02/15
    ジャーナル オープンアクセス 早期公開

    食品中の水分が凍結するとその氷結晶の大きさによるダメージが発生する.既往研究において,凍結過程で偶発的に顕著な過冷却が生じる場合,微細かつ均質な構造を持った特徴的な氷結晶が生成したとの報告がある.本研究では試料のリョクトウモヤシをブランチング後の緩慢凍結で意図的に過冷却凍結させ,解凍後の復元性,氷結晶の大きさが及ぼす影響を調べた.その結果,ブランチング後雰囲気温度-10℃での凍結は過冷却が起こりやすく,テクスチャーは未凍結と類似の傾向が得られた.

  • Ha Thi Nhu NGUYEN, Sheik Md. MONIRUZZAMAN, Kigen TAKAHASHI, Emiko OK ...
    原稿種別: Original Paper
    論文ID: 19-31_OA
    発行日: 2019年
    [早期公開] 公開日: 2019/12/31
    ジャーナル オープンアクセス 早期公開

    The effects of pH on the protein solubility, film-forming ability of lizardfish viscera (stomach and intestines) and physico-chemical properties of the biodegradable films were investigated. The new approach could successfully yield protein-based films from lizardfish viscera at a narrow pH range (2 - 4, and 13) without the need for a protein extraction process. All films were observed to completely block UV light transmission. Films at pH 13 were hydrophilic, exhibited the lowest mechanical strength, highest deformability, and greatest yellowish color, while films at pH 4 were mechanically stronger, slightly deformable and showed superior light transmission barrier properties compared to other film samples. The substantial contribution of disulfide bonds to the formation of the three-dimensional network of films at pH 4 was confirmed by SDS-PAGE. Thus, films from lizardfish viscera can be utilized as a renewable packaging material in food systems.

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