本論文では、CO2の定圧比熱容が最大となる準臨界温度を境界点とし、気冷器の熱交換プロセスを準臨界前区間、準臨界区間、および準臨界後区間の3つの温度区間に分けた。100～0 ℃のCO2の放熱過程において、計算により準臨界区間温度での放熱量の割合が49.8％に達することが分かった。(火積)理論に基づくシミュレーション結果も、放熱量が主に第2段階の準臨界区間内に集中していることを示した。準臨界区間の熱交換特性に基づき、定格運転条件での最適な気冷器入口圧力と温度を求める簡単なアルゴリズムを提案した。65 ℃の温水を作る際、気冷器の最適入口圧力は11.34 MPa、入口温度は79.96 ℃と判明した。異なる入口圧力下で実験検証を行い、気冷器内の水温分布を分析した。結果は、CO2と水の流量がそれぞれ15.0 g/sのとき、11.3 MPaの入口圧力下で準臨界温度区間内において水温が17 ℃から41 ℃へ急速に上昇し、加熱量の割合は50.1％、出水温度は64.1 ℃、システムCOPは最高で3.23であることを示した。

気冷器;熱ポテンシャルエネルギー(火積);準臨界温度区間;最適圧力;CO2