液体水素冷蔵物流車の相変化蓄冷に適用される同軸式螺旋管熱交換器を提案し、当該熱交換器の三次元熱流結合数値解析モデルを構築した。水素質量流量、冷媒質量流量などのパラメータが冷媒出口温度および熱交換器内の相変化蓄冷凝固質量に及ぼす影響をシミュレーション計算により得た。計算結果は、冷媒出口温度および蓄冷凝固質量が水素質量流量、冷媒質量流量などのパラメータと密接に関連することを示した。熱交換器内で水素と冷媒の非定常熱伝達過程が進行するにつれて、冷媒出口温度および蓄冷凝固質量は急激な変化を経て徐々に安定する傾向を示す。水素入口温度30 K、水素質量流量3.5~6.8 kg/h、水素入口圧力0.6~1.4 MPa、冷媒質量流量414.0~828.0 kg/h、冷媒入口温度246.0~252.0 Kの条件下で、螺旋管外の冷媒が相変化により凝固し螺旋管熱交換器のシェル側流路が閉塞する事象は観察されなかった。

螺旋管熱交換器;相変化蓄冷;冷熱利用;冷蔵物流車;水素