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» 2017年03月15日 09時00分 UPDATE

省エネ機器:低温排熱をトラックで運搬、工場間で熱を融通して省エネに (1/2)

工場などで使われていない100度程度の低温排熱。NEDOのプロジェクトで現在ムダになっているこの排熱を「輸送」して有効活用する実証が始まった。低コストに蓄熱できる蓄熱素材を新開発し、工場の排熱を貯蔵した後、トラックで運搬して他の工場で活用するという取り組みだ。

[陰山遼将,スマートジャパン]

 産業分野ではさらなる省エネに向けて、工場などで発生する高温廃熱の活用が広がっている。一方、100度程度の低温廃熱は発生場所における用途が限定されているため、有効活用できていない現状がある。そこで、低温廃熱を発生源とは時間・空間的に異なる利用先の熱源として活用するため、工場などで発生する廃熱を蓄熱材に貯蔵し、熱の需要先までトラックなど運搬するオフライン熱輸送システムの開発が進められている。実用化の課題となるのが、蓄熱材の低コスト化と、輸送システムの確立だ。

オフライン熱輸送システムのイメージ(クリックで拡大) 出典:NEDO

 NEDOと高砂熱学工業、石原産業、大塚セラミックス、森松工業の4社は、産業技術総合研究所(以下、産総研)が開発した100度以下の低温廃熱を利用できる蓄熱材「ハスクレイ」をベースに、より高性能化した蓄熱材の量産製造技術を共同開発した。日野自動車と協力してトラックに蓄熱材を組み込んだ可搬コンパクト型蓄熱システムも開発し、実際の工場間で熱輸送を行う実証実験にも着手する。

低コストな蓄熱材を量産

 従来型の熱輸送システムでは、糖類などの融解熱を利用する固液相変化材(PCM)を蓄熱材とに用いていた。蓄熱密度が低いため重量や容積が大きく高価であること、PCMの固液相変化時の潜熱を利用するため蓄放熱温度がPCMの相変化温度(融点)に限定されること、潜熱ロスが発生することなどが課題となっていた。

 石原産業、大塚セラミックス、産総研はこの課題を解決するため、無機系吸放湿材であるハスクレイをベースに、安価かつ500kJ/l以上の高い蓄熱密度を実現できる「改良型ハスクレイ」開発し、同時に量産製造技術を開発した。

 従来のハスクレイは、水蒸気の吸脱着(蓄放熱)性能は優れているが、合成時に180度以上の高温条件が必要であり、高温合成時の圧力に耐える特殊容器を用いることなどが高コスト化の要因となっていた。そこで、非晶質アルミニウムケイ酸塩(ハスクレイ前駆体)を基に、100度以下での合成が可能となる製造工程を構築すると同時に、材料組成の改良や造粒条件の最適化を図ることでハスクレイを構成する各元素の偏在を少なくし、安価でかつ高蓄熱密度が実現できる改良型ハスクレイの製造技術を確立した。

改良型ハスクレイと量産設備の外観 出典:NEDO

 改良型ハスクレイを100度で再生した際の蓄熱密度は588kJ/lで、従来のハスクレイの524kJ/lを上回った。量産については、年間1000トンの生産が可能だという。今後は市場投入に向け、量産製造時に製品単価として1000円/kgを目指して改良を進めていく。

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