CO_2ヒートポンプ給湯システムにおける貯湯槽内温度分布の分析追い焚き運転時の分析

摘要

これまでに著者らは，CO_2ヒートポンプと貯湯槽より構成される家庭用給湯システムを対象に数値シミュレーションによる性能分析を行い，環境条件，CO_2ヒートポンプの運転条件·制御条件，および給湯需要量がシステム性能に与える影響を明らかにしてきた．一連の分析では，貯湯槽を鉛直方向に複数のコントロールボリュームに分割し，CO_2ヒートポンプの運転中および給湯中でも貯湯槽内で温度成層が常に保持されると仮定した一次元解析を行っている．よって，風呂の追い焚き時のシステム性能分析には現状の一次元解析を適用することができない．以上を踏まえて，本研究では三次元熱流体解析により追い焚き時の貯湯槽内温度分布を分析する．解析手法として，貯湯槽内全体の熱流動に着目した層流解析と中温水流入部の局所的な熱流動に着目した乱流解析をそれぞれ行う．その上で，貯湯槽外壁における測定温度との比較を通して両解析手法の妥当性を検証するとともに，追い焚き時の熱痍動パターシを明らかにする．