低温再生型吸着材を用いた吸着式冷凍機の開発: 第1報——試作機による基本性能の把握及び吸着材熱交換器増設の検討

摘要

In this study, we have developed an adsorption refrigerator with zeolite adsorbent that can be regenerated at a relatively low temperature (45-60℃) when compared with the regenerative temperature of silica gel adsorbent. This adsorption refrigerator can generate cold water by using excessive hot water produced during the summer, which is expected to maximize the heat efficiency of source systems throughout the year. In this first report, the performance of an adsorption refrigerator prototype using this new adsorbent in the market is examined. Based on the abovementioned approach, in this study, sufficient adsorbent is regenerated using hot water at a temperature of approximately 55°C, and the designed cooling capacity is obtained. In addition, the results of the energy efficiency estimation of the refrigerator with a multi-heat exchanger (HEX) coated with zeolite adsorbent obtained by adjusting the adsorption/desorption time indicate that the cooling capacity per adsorbent mass is improved.%本研究は，相対的に再生温度の低いゼオライト系吸着材の中でも，特に45〜60℃の低温再生を意図して開発された吸着材を用いた吸着式冷凍機を対象としたものである。本吸着式冷凍機は，夏期に供給過多となる傾向にある温水から冷水を生成することを可能とする為，熱源システムの年間利用効率を最大化する効果が期待できる。本報告では，まず市場にある吸着式冷凍機をベースとし，吸着材を交換した試作機の性能を試験した。結果，55℃程度の温水で吸着材が十分に再生し，設計通りの冷凍能力を有することを確認した。また，吸着/脱着時間の調整によりエネルギー利用効率を向上させることを意図して，吸着材熱交換器の増設による効果を試算した結果，従来と比較し，吸着材単位質量当たりの冷凍能力の向上を見込めることを確認した。