高負荷電子機器冷却用のペルチェ素子式高圧型吸着冷凍機の開発

开发用于冷却高负载电子设备的带有帕尔贴元件的高压吸附式制冷机

• 批准号: 06F06380
• 负责人: 小山 繁
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06F06380/
• 关键词: 吸着現象; 吸着冷凍; ペルチェ素子; 活性炭; n-Butane; 吸着等温線; 吸着熱; サイクル性能; 活性炭素; n-ブタン; 電子冷凍; ハイブリッド冷凍システム; 拡散係数

最近の急速な電子機器の高速化・高性能化・高集積化に対応する為には次世代冷却システムの開発が、緊急かつ重要な課題となっている。そこで、本研究ではペルチェ冷凍と熱駆動吸着冷凍とを組みあわせた高性能なハイブリッド冷凍機の開発を目指し,以下のような研究を実施した。(1)活性炭/n-Butane吸着特性の解明定容変圧法による吸着等温線、熱天秤法による活性炭/n-Butane吸着過渡特性、Autosorpによる吸着材特性を測定しそれらを定式化した。なおそれらの結果はInt.J.Heat&Mass Trans(Vol.51,pp.1582-1589,2008)に公表した。(2)活性炭/n-Butane系の熱力学的考察熱力学的考察による吸着熱、吸着相の定圧比熱、温度-エントロピー-濃度線図の計算法を開発した。(3)システム性能解析ペルチェ素子の熱力学モデル、吸着・脱着モデルを構築し、それらを組みあわせてについてシステム性能予測法を開発した。開発した予測法を用いて数種類の吸着質・吸着剤の組み合わせに関する解析を行い、その一部をInt.J.Heat&Mass Trans.(Vol.52,pp.516-524,2009)に公表した。

为了应对近年来电子设备速度、性能和集成度的快速提高，下一代冷却系统的开发已成为一个紧迫而重要的问题。因此，在本研究中，我们进行了以下研究，旨在开发一种结合珀耳帖制冷和热驱动吸附制冷的高性能混合制冷机。 (1)活性炭/正丁烷吸附特性的阐明我们通过定容压法测量吸附等温线，通过热天平法测量活性炭/正丁烷吸附瞬态特性，通过Autosorp测量吸附剂特性，并将其公式化。结果发表在 Int.J.Heat&Mass Trans（第 51 卷，第 1582-1589 页，2008 年）上。 (2)活性炭/正丁烷体系的热力学考虑我们开发了一种基于热力学考虑的吸附热、吸附相恒压比热和温度-熵-浓度图的计算方法。 (3)系统性能分析我们构建了Peltier元件的热力学模型和吸附/脱附模型，并结合它们开发了系统性能预测方法。使用开发的预测方法，我们分析了几种类型的吸附剂/吸附剂组合，并将其中一些发表在 Int.J.Heat&Mass Trans.（第 52 卷，第 516-524 页，2009 年）上。

项目成果

Theoretical Insight of Physical Adsorption for a Single Component Adsorbent+Adsorbate System

• DOI: 10.1115/imece2007-42943
• 发表时间: 2007
• 作者: A. Chakraborty;B. Saha;S. Koyama;Ibrahim I. El-Sharkawy;K. Ng

Isotherms and thermodynamics for the adsorption of n-butane on Maxsorb III

Maxsorb III 吸附正丁烷的等温线和热力学

• 发表时间: 2008
• 期刊: International Journal of Heat and Mass Transfer 51
• 作者: B. B. Saha;A. Chakraborty;S. koyama S. H. Yoon;M. Kumja;C. R. Yap;K. C. Ng
• 通讯作者: K. C. Ng

The specific heat capacity of a Single component adsorbent-adsorbate system

单组分吸附剂-吸附质系统的比热容

• 发表时间: 2007
• 期刊: Applied Physics Letters 90
• 作者: A. Chakraborty;B.B. Saha;S. Koyama and K.C. Ng
• 通讯作者: S. Koyama and K.C. Ng

On the thermodynamic modeling of the isosteric heat of adsorption and comparison with experiments

• DOI: 10.1063/1.2360925
• 发表时间: 2006-10-23
• 期刊: APPLIED PHYSICS LETTERS
• 影响因子: 4
• 作者: Chakraborty, A.;Saha, B. B.;Ng, K. C.
• 通讯作者: Ng, K. C.

Thin Film Thermoelectric cooler: Thermodynamic Modelling and its T-s Formulation

薄膜热电冷却器：热力学模型及其 T-s 公式

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part E: Journal of Process Mechanical Engineering 221
• 作者: A. Chakraborty;B. B. Saha;S. Koyama;and K.C. Ng
• 通讯作者: and K.C. Ng