液体空気エネルギー貯蔵の冷却蓄熱充填床のサイクル性能をさらに向上させるために、有限要素法を用いて2次元連続固相モデルの冷却蓄熱充填床の多サイクル研究を行い、充填床の上部に2つの方法で相変化材料を充填する性能改善方法を提案・分析し、相変化材料の熱物性および充填厚さが複合蓄冷充填床の重要パラメータに与える影響を検討した。結果は次のとおりである。複合蓄冷充填床および固相蓄冷充填床の往復効率はサイクル数の増加に伴い向上し、第10サイクル後に準定常状態に達し、相変化材料の中間相変化温度の上昇とともに、サイクル中の相変化発生確率が徐々に低下する。中間相変化温度、体積比熱および相変化潜熱が高い相変化材料で充填された複合蓄冷充填床は優れた蓄冷・放冷性能を示す。相変化材料の充填厚さの増加は複合蓄冷充填床の全体性能向上に寄与する。総合的に最適な複合蓄冷充填床は固相蓄冷充填床と比較して、蓄冷密度および往復効率がそれぞれ15.2％および0.22ポイント向上し、蓄冷効率は1.52ポイントのみ低下した。本研究結果は、大容量液体空気エネルギー貯蔵の蓄冷充填床システム設計に理論的指針を提供するものとなる。

液体空気エネルギー貯蔵;蓄冷密度;充填床;性能分析;相変化材料