氏    名  伊藤 親臣 (いとう よしおみ)

学位論文題目  浸水式雪冷房システムの開発に関する研究


論文内容の要旨

  我が国のエネルギー供給システムにとって夏期における冷房負荷の軽減は必須な課題である。また,国土の約50%を占める雪国では,雪を資源として捉え雪冷房の導入が積極的に進められてきている。また,同時に,雪の持つ冷熱を簡明かつ効率良く採取するための技術開発,研究が取り組まれており,いくつかの方法が提案,実用化され,それぞれの特徴が明らかとされ,使い分けがなされてきている。
  本研究では,雪の持つ冷熱を採取,輸送する媒体として水を用いる場合についての技術を検討し,深さの比較的浅いプール(「貯雪・浸水槽」と呼ぶ)の上に雪を堆積し雪を水に浸し,水と雪の間で熱交換を行う方式に着目した。この方式を用い,実用的な施設の建設のため,設計に必要な熱的特性を調査した。
  本論文は以下のように構成されている。
  第1章は緒論であり,本研究の意義と目的が述べられている。
  第2章では雪冷房システムの特性について述べ,全空気式と冷水循環式の特徴を論じ,導入されている雪冷房施設の中で,浸水式雪冷が採用されている現状を示した。
  第3章では浸水式雪冷房システムの特性を把握するために基礎的な予備実験を行い,適切な浸水深さを実験的に究明した。
  第4章では小規模貯雪庫内における雪の形状変化を把握し,大規模施設への実用化を念頭に入れ,融雪による熱交換への影響を調査し,その特性を明らかにした。
  第5章では熱交換実用化試験として貯雪規模660tの貯雪・浸水槽を有した中規模貯雪庫施設を建設し運用を行い,冷熱出力,体積熱伝達率,省エネルギー効果や環境負荷の削減量について報告し,浸水式雪冷房システムの設計指標を与えた。
  第6章は,本論文の総括を述べ結論としている。

論文審査結果の要旨

  近年,地峡温暖化などの環境問題が問われる中,我が国のエネルギー供給システムにとって夏期における冷房負荷の軽減は必須な課題である。また,国土の約50%を占める雪国では,雪を資源として捉え雪冷房の導入が積極的に進められている。同時に,雪の持つ冷熱を簡明かつ効率良く採取するための技術開発,研究が始まっており,いくつかの方法が提案,実用化され,それぞれの特徴に基づいた使い分けが成されている。
  本論文では,雪の持つ冷熱を採取,輸送する媒体として水を用いる場合についてこれまでの技術を検討し,新たな試みとして比較的浅い水深プール(「貯雪・浸水槽」と呼ぶ)上に雪を堆積し,水没した雪と水の間で熱交換を行う方式に着目した。本方式は堆積雪がある限り雪・水間の伝熱面が安定して冷熱水出口温度が一定の低温に保持され,冷熱出力調整はプール槽の深さと流水量で制御が出来るなどのシステムの低コスト化が促進される等の大きな利点がある。本研究から得られた熱特性に関する新知見を用いて,実用的な雪冷房施設のため,設計に必要な熱的特性を調査し,また,実用化試験として施設を建設し運用を行い,冷熱出力,体積熱伝導率,省エネルギー効果や環境負荷の削減量について検討・考察し,有効な浸水式雪冷房システムの設計指標を与えている。浸水式雪冷房システム本開発研究により,これらの装置が広く普及する可能性が大きなことを示し,また,本方式の設計・施行に対し,今後の展望と指標を与えている。
  以上,本論文は十分な価値があり,機械工学と冷熱工学の分野に大きく貢献し,申請者は博士(工学)の学位を授与される資格があるものと審査委員全員が認めた。