近年、潜熱蓄熱の熱管理はヒートポンプにおいて広く注目されている。相変化蓄熱技術とヒートポンプの組み合わせにより、ヒートポンプの性能および再生可能エネルギーの利用率を向上させることができるが、さらなるコスト削減と効率向上が求められている。本稿では、近年の圧縮式ヒートポンプと相変化材料の蓄熱結合に関する研究進展を総括し、異なる適用シナリオにおける相変化材料の熱物性の適用条件および特性評価方法を分類して概説した。ヒートポンプ蓄熱システムの性能最適化手法として、相変化材料の選択原則および改良手法、蓄熱器の最適配置の考え方と関連原理、システムの動的最適制御戦略をまとめた。段階的相変化蓄熱型ヒートポンプは、供給側の快適性向上と再生可能エネルギー利用率向上において顕著な性能を示しており、段階的蓄熱のヒートポンプ蓄熱システムへの広範な応用可能性を示唆し、非共晶混合相変化材料を段階的蓄熱用の代替材料として提案している。蓄熱用相変化材料の熱物性制御のための新たな方法論の整理・開発が必要であり、相変化材料の選択・改良技術と段階的蓄熱装置の熱力学的最適化研究との連携により、潜熱蓄熱型ヒートポンプの暖房脱炭素能力のさらなる向上が期待される。

ヒートポンプ蓄熱;潜熱蓄熱;相変化材料;段階的蓄熱