換気用全熱交換器の最適設計に向けた顕熱・潜熱・臭気物質同時移動モデルの開発

开发显热、潜热和气味物质同时移动的模型，用于通风全热交换器的优化设计

基本信息

批准号：
20K14886
负责人：
鄭朱娟
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Fukuoka Women's University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

2022年度の(R4年度)の具体的な実施状況を以下のように報告する．(1)2DのCFD解析用小型の全熱交換エレメントモデルを作成し，有効全熱交換面及び断熱・断湿面の面積，長さ，位置，および数が熱伝達効率に及ぼす影響を評価した．断熱面積が大きくなるほどエレメント内の全体の有効全熱交換面積当たり熱伝達率の値は小さくなり，有効全熱交換面積当たり熱伝達率の値は大きくなっていることを確認した．一般的な熱交換器の全熱交換ユニットを組み上げた場合，有効全熱交換面及び断熱・断湿面のサイズおよび間隔等の効果が実際の全熱交換効率に与える影響を詳細に検討している．(2)CFD解析と顕熱・潜熱・臭気物質移動モデルの連成解析手法の確立について，気相－固相界面でのフラックス保存式を共有させた連成解析モデルとして整備した．小型の全熱交換エレメントのプロトタイプモデルを対象とした交換効率測定で実施した基礎実験を行い，実験結果とCFD解析結果を比較し，予測精度を検証した．(3)熱交換と空気清浄を両立する複層竪ダクト型換気システムのコンセプトモデルを対象として竪ダクトサイズと複層数，外気処理量が顕熱交換効率に与える影響を数値解析にて系統的に検討した．熱交換と空気清浄を両立する複層竪ダクト型換気システムの概念を提示した上で，一般住宅の1フロア分の階高を利用したシステム構築を前提として基本仕様に関するパラメトリック簡易解析を実施することで，市場流通している全熱交換側換気システムと同等程度の熱交換効率を確保したシステム構築が可能となることを確認した．予備検討として単層竪ダクトを対象としてLagrange モデルに基づいたCFD解析を行うことで，粒子状物質の流入に対するパッシブ除去効果が得られることも確認した．

现将2022财年（R4年）具体实施情况报告如下。 (1) 我们创建了一个用于二维 CFD 分析的小型全热交换元件模型，并评估了有效全热交换表面和隔热/防潮表面的面积、长度、位置和数量对传热效率的影响．已确认，绝热面积越大，元件内单位有效总热交换面积的传热系数值越小，单位有效总热交换面积的传热系数值越大。详细研究了一般换热器的全热交换单元组装时有效全热交换面和隔热/防潮面的尺寸和间距对实际全热交换效率的影响。 (2)针对CFD分析与显热、潜热、臭气传质模型的耦合分析方法的建立，建立了共享气固界面通量守恒方程的耦合分析模型。在小型全热交换元件原型模型上进行了基础实验测量了交换效率，并将实验结果与CFD分析结果进行了比较，验证了预测的准确性。 (3) 使用同时实现热交换和空气净化的多层垂直管道式通风系统的概念模型，系统地数值分析了垂直管道尺寸、层数和外部空气流量对显热交换效率的影响。这。在提出了同时实现热交换和空气净化的多层垂直管道式通风系统的概念后，我们以利用住宅一层层高构建系统为前提，对基本规格进行了简单的参数分析。我们确认可以构建一个确保与市场上的全热交换侧通风系统相当的热交换效率的系统。作为初步研究，我们对单层垂直风道进行了基于拉格朗日模型的CFD分析，并证实可以获得对颗粒物流入的被动去除效果。