貯留水ヒートポンプの利用可能性に関する研究(その3)模型実験による連行則の適用性の検証

摘要

著者らは、瀬戸内地方に多数賦存する農業用のため池や調整池、貯水地似下、貯留水)を未利用エネルギーのひとつと捉え、ヒートポンプの熱源として熱交換器を介し間接的に利用するシステムを検討してきた。既報では、鉛直1次元方向の数値解析ソフトであるDYRESMを用いて貯留水の自然温度を予測し、深さ6mより深い条件では夏季に温度成層が安定し外気温に比べ充分に低い自然温度が得られることを把握した。また、ヒートポンプ運転時の冷房排熱を底部に放出した際に発生する自然対流に対し、水理学分野の「連行則」を適用することで、熱源温度(熱交換器を設置する底部の水温)を簡便に予測する手法を提案し、前報では、ヒートポンプの運転／停止による熱源温度の変化を簡便に計算できる非定常モデルの構築をめざし、鉛直方向3層の熱および体賴変化をマクロに解く手法を検討している。本報では、鉛直水柱模型により夏季の温度成層状態を再現し、底部にヒーター放熱を与える際の自然対流や温度の変化を実験により実証する。これにより、上述の連行則の適用性を検証するとともに、熱源温度予測モデルによる計算結果と比較することでモデルの再現性についても考察する。