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大阪電気通信大学 工学部 機械工学科
准教授 添田 晴生
 X号館 204室


<研究テーマ>
添田研究室では,建築環境工学、建築設備、環境やエネルギーに関する研究を幅広く行っております。研究内容は、数値流体力学(CFD)を用いた室内熱気流環境評価、潜熱蓄熱材(PCM)に関する研究、ルームエアコンやヒートポンプ給湯機の省エネルギー性評価、散水による太陽電池の性能向上に関する実験、太陽電池と小型風車の蓄電池の残存容量推定、太陽電池の発電量予測などです。



室内熱気流環境解析コードSCIENCE
恩師である(故)大西潤治教授が開発された室内熱気流環境解析コードSCIENCEを添田が引き継ぎました。SCIENCEは、室内の熱や気流の流れを計算し、さにらは温冷感平均予測申告(PMV)を用いて、人体の熱的快適性評価を行うことができます。加えて、ルームエアコンなどの空調機器のエネルギー消費量を評価することができます。また、VRML(Virtual Reality Modeling Language)によるグラフィック処理を行っており、3次元バーチャル空間上に出力することができます。




放射冷房システムの省エネルギー性評価
天井型放射冷房システムに、パーティション型放射パネルを加えた空調システムの省エネルギー性評価や人体の熱的快適性の評価を行いました。 また、デシカント空調機を放射冷房システムと併用した複合システムの省エネルギー性評価も行いました。

ルームエアコンの省エネルギー性評価実験
ルームエアコンの制御ロジックをSCIENCE に組み込み,シミュレーション上で、ルームエアコンの詳細な運転状況を再現し、精度良くエネルギー消費量を予測することを目標としています。その検証として、実験室にて、ルームエアコンのCOP(成績係数、エネルギー消費効率)を計測しております。



CO2ヒートポンプ給湯機におけるCOP評価
貯湯槽の伝熱計算を考慮したシミュレーションを行い、ヒートポンプ給湯機COPの予測精度を向上させる研究を行っています。その検証として、実験にて、ヒートポンプ給湯機のCOP計測を行っています。また、現場での簡易計測法として、室外機側からCOPを計測する方法の検討を行っています。




潜熱蓄熱材(Phase Change Materials, PCM)に関する研究
PCM壁ボードとは,石こうボードにPCMを複合させ,蓄熱機能を付加したパッシブ建材です。海外で研究例があり,日本では市販化はされていません。本研究室では、マイクロカプセルPCMを石こうボードに複合させたボードを試作し、その省エネルギー性能や熱的快適性向上について、SCIENCEを用いて調べました

エリスリトールを用いた潜熱蓄熱槽の実験
工場などの排熱を潜熱蓄熱材に熱を蓄えて、有効利用する研究を行っています。潜熱蓄熱材としては、甘味料の一種であり、融点が118℃であるエリスリトールを用いています。研究室では、エリスリトールの過冷却現象を考慮した非定常熱伝導の数値計算モデルを実験により検証しました。また、その数値計算モデルを用いて、エリスリトールを用いた潜熱蓄熱槽の過渡応答の予測に用いることを考えています。現在、そのための実験を行っています。



パラフィンを用いた潜熱蓄熱水槽の実験
夏季の冷房時において、ビルなどでは、電力ピークシフトのために、夜間に冷凍機により冷水をつくり、水槽に蓄冷させ、その冷水を昼間に用いて冷房するシステムがあります。その電力ピークシフトの効果をさらに向上させるために、水槽の中に潜熱蓄熱材を投入する技術があります。本研究室では、蓄熱性能の向上と潜熱蓄熱水槽の過渡応答の予測について研究を行っています。



散水による太陽電池の変換効率向上
太陽電池は、パネル温度が上昇すると変換効率が低下すると言われています。研究室では、雨水を活用して、ポンプにより太陽電池パネルに散水をして、パネル温度を冷却することで、太陽電池の変換効率を向上させ、ポンプの消費電力を差し引いて、発電量がどの程度向上するか実験により調べております。



小型風力発電と太陽光発電を用いた
独立型ハイブリッドシステムにおける蓄電池の残存容量推定

最近、小型風車と太陽電池を用いた街路灯が用いられることがあります。昼間に発電した電気を蓄電池に蓄え、夜間に照明を点灯させるシステムです。一般的に、風車の発電量は残念ながら太陽電池に比べると小さく、主として太陽電池が発電をしています。また、太陽電池の発電量は、冬期は小さく、夏期は大きくなるため、照明負荷の時間スケジュールを季節によって、上手に調整しないと、蓄電池が過放電状態、あるいは、満充電状態となることがあります。研究室では、蓄電池の残存容量を計算により推定し、最適な運用方法を提案することを目指しています。




<問い合わせ>
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大阪電気通信大学 工学部 機械工学科

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