海水源熱ポンプ用キャピラリーネットワーク熱交換器の熱伝達および流動性能を定量的に研究するために、本論文では熱交換器の熱伝達および流動性能実験システムを構築し、さまざまな実験条件において試験を行い、キャピラリーチューブ内の流速、管内媒体、管材料および管内外温度、季節変動などの要因がキャピラリーネットワーク熱交換器の性能に及ぼす影響を定量的に分析した。また、従来の経験的準則関係式がキャピラリーネットワーク熱交換器の熱伝達性能の定量評価に及ぼす正確性を解析し、管内の経験的準則関係式を修正した。研究結果は、キャピラリーネットワーク熱交換器の平均熱伝達係数と効率がそれぞれ約91.3 W/(m²·℃)および87%であり、キャピラリーチューブ内の流速が0.11 m/sのとき、最大圧力損失はわずか8.2 kPaであることを示した。従来の経験的準則関係式で計算された熱伝達係数は実験値よりも高く、高流速時に顕著であった。修正後の熱伝達経験的準則関係式により、シミュレーションの最大誤差を17.5%から3%に低減することが可能であった。実験データに基づき、キャピラリーネットワーク熱交換器の運転パラメータと性能指標との相関分析を行い、季節運転の要件に基づき冬季および夏季の最適運転条件を決定した。本研究は、海水源熱ポンプシステムにおけるキャピラリーネットワーク熱交換器の設計および運転の指針を提供するものである。

前置熱交換器;熱伝達係数;熱伝達効率;圧力損失;海水源熱ポンプ