貯留水ヒートポンプの利用可能性に関する研究(その6)受熱量比を用いた新たな熱源温度予測モデルの作成

摘要

著者らは、瀬戸內地方に多数賦存する農業用のため池や調整池、貯水地（以下、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、貯留水に採放熱の影響を与えた際の熱源温度を年間計算可能としたモデル（既往モデルと呼ぶ）を構築したが、貯留水の鉛直方向の分割が3層のみであり、計算精度が低かった。そこで、本報では前報で定義した受熱量比（以下TDR)を用い、自然対流を考慮した夏季における熱源温度の変動を簡便に計算可能なモデル（以下TDRモデル）を作成する。TDRモデルでの計算に必要なパラメータ（混合層厚さ、各メッシュのTDR)は、CFD解析結果を基に決定する。また、既往モデルとの比較から、TDRモデルの妥当性を検討するとともに、放熱量や貯留水の水平面積、貯留水の深度を変更したケーススタディにより熱源温度の挙動を確認し、貯留水ヒートポンプシステムの省エネルギー性を定量的に評価する。