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電気代半分で2倍の冷房効果を持つ冷蔵庫？Half the Energy, Twice the Chill: Smart Material Pairing Powers Up New Cooling Tech


日経倍効吸着冷房：材料選びで2倍の冷房、半分の消費電力を実現

電気代半分で2倍の冷房効果を持つ冷蔵庫を想像してみてください。日経倍効吸着冷房がこの夢を実現するかもしれません！ この研究では、この技術に使用される異なる材料が性能にどのように影響するかを調べました。90°Cという低温熱源でさまざまな吸着材を使用したサイクルをシミュレーションすることにより、驚くべき結果が明らかになりました:

  • FAM-Z01（材料名）とFAM-Z02（材料名）の組み合わせが最強: 低温サイクルと高温サイクルにそれぞれFAM-Z01とFAM-Z02を組み合わせることで、高効率 (COP) と高冷却能力 (SCP) の両方を達成します。
  • ピークを目指す：COP 1.0達成の可能性！ 各材料の量とサイクル時間を微調整することで、ほぼ完璧な効率性を実現できます。
  • 最大出力のためのクールなポイント：COP=0.9 1単位のエネルギーあたりの最大冷却出力を得るには、この「スイートスポット」が最適な設計点となります。

COP: Coefficient Of Performance (成長係数)、エネルギー消費効率、特に冷暖房器具の省エネ性能を表す

FAM: Functional Adsorbent Material, a zeolite-type adsorbent material and its combination with silica gel.

この研究は、日経倍効吸着冷房が冷房革命を起こす未来への道を切り開きます。適切な材料を選択し、運転条件を最適化することで、家庭、産業、そしてその先へと、効率的で持続可能な冷却の新しい時代を切り開くことができます。

 
Scheme of the double effect cycle with adsorption heat recovery. 吸着熱回収による二重効果サイクルのスキーム。

Double Effect Adsorption: Double the Cooling, Half the Energy with the Right Material Match

Imagine a fridge that’s twice as effective and uses half the electricity. Double effect adsorption refrigeration could make this a reality! This research explores how different materials used in this technology impact its performance. By simulating the cycle with various adsorbents under a moderate heat source of 90°C, the study reveals surprising results:

  • FAM-Z01 (material) and FAM-Z02 (material) reign supreme: Combining these materials for the low- and high-temperature cycles, respectively, leads to both high efficiency (COP) and cooling power (SCP).
  • Reaching for the peak: A COP of 1.0 within reach! By fine-tuning the amount of each material and the cycle duration, it’s possible to achieve near-perfect efficiency.
  • Coolest for maximum output: Target COP=0.9 For the most cooling per unit energy, this sweet spot offers the optimal design point.

This research paves the way for a future where double effect adsorption becomes a game-changer in refrigeration. By choosing the right materials and optimizing operating conditions, we can unlock a new era of efficient and sustainable cooling for homes, industries, and beyond.

JOURNAL ARTICLE

International Journal of Refrigeration (2022)
Effect of Adsorbent on the Performance of Double Effect Adsorption Refrigeration Cycle with Adsorption Heat (Atsushi AKISAWA, Akira TAMOGAMI, Naoya TAKEDA, Masayuki NAKAYAMA, Tasuku NATSUI)
https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2022.06.012