エンジン排熱利用のデシカント乾燥空気と水噴霧を用いたGHPの高効率化－エンジン余力発電量を含めたシステム全体のエクセルギー解析

摘要

我々は，エンジンの排熱を利用する点では同じであるが，真空保持が不要となる大気圧での運転が可能な過冷却システムを考案した（図1）．エンジン排熱を再生熱源に利用したデシカントユニットからの除湿空気に水噴霧を行い，過飽和冷気を作り，その冷気で凝縮器出口の冷媒を過冷却し冷房COPを向上させるシステムであり，これまでに各種因子に対する感度解析を行った．熱交のUA（熱コンダクタンス）をパラメータに，OA2の湿り空気流量（OA1比），過飽和空気⑨の相対湿度，デシカントロータDRの除湿効率，再生空気(12)の温度（DB）等が過飽和空気⑤の温度へ与える影響や，過飽和空気⑤の相対湿度，冷媒流量，凝縮器出口での冷媒温度等が冷媒過冷却度へ与える影響を評価した．運転条件によっては，過冷却システム部分の電力インプットに対する過冷却熱量の比で10以上の効果で期待できることがわかった．今回，冷凍サイクルとガスエンジンの特性を考慮の上システム全体の性能解析を実施し，従来システムとの比較を行った．さらに，中間負荷時でガスエンジンの余剰動力による発電を行った場合の評価も実施した．また，エクセルギー解析を導入し，排熱等の熱を動力と等価のエネルギーに換算した場合の性能解析を実施した．