高分子収着剤による除湿型高性能空気冷凍システムの研究開発 第３報 実証試験機の運転性能及び省エネルギー導入効果について

摘要

これまで-50°C以下の超低温冷蔵庫等においては、R22/R23 の二元冷凍システムが主流であったが、昨今の規制により客先は冷媒の変更を余儀なくされている。しかしながら、-50°C以下の超低温域における蒸気圧縮式冷凍システムで使用可能な自然冷媒は炭化水素系となり、一般的な設備においては安全性の面から普及しにくい状況である。また、蒸気圧縮式冷凍システムでは、熱交換器に庫内空気中の水分が着霜し熱交換を阻害するため、定期的にデフロストを行う必要があり、省エネルギーの観点からはこのエネルギー損失は無視できない。本研究はその課題を解決するため、使用温度域を-50°C以下の条件（超低温冷蔵庫条件）に絞り、シリカゲルの2 倍以上の吸着性能があると言われる高分子収着剤による除湿機能を備えた除湿型空気冷凍システムを考案した。第1 報では、収着除湿器の基本仕様を決定するため、超低温度下での高分子収着剤の除湿性能について報告した。また第２報では、最適設計のために全体システムのシステム検討及びシステムシミュレーションを実施し、構成機器である圧縮機、膨張機、除湿器、冷熱回収熱交換器の設計検討の結果を報告した。本報では、これまで設計検討を行ってきた各機器類を１つのユニットに構成した実証試作機の性能試験結果を報告するとともに、本装置を導入した際の、省エネルギー効果について第２報で報告した実際のエネルギー利用状況と比較し報告を行う。