産業廃熱温度向上のための塩水和物ベースの熱化学反応器の数値モデリング

本研究では、産業廃熱の温度アップグレードを目的とした熱化学ヒートトランスフォーマー（THT）の一次元過渡数値モデルを提示する。このモデルは、SrBr2の可逆的な水和・脱水サイクルをシミュレートし、実験的に決定された温度および反応度依存の物質の熱特性を考慮している。詳細な熱抵抗ネットワークにより、反応器内の複雑な熱交換器形状をモデル化し、局所的な熱挙動の解析を可能にする。モデルは、充填（脱水）および放出（水和）時の反応器全体の過渡的な熱出力、エネルギー密度および温度分布を正確に予測し、文献の実験データと比較して検証されており、水和において最大誤差2％、脱水において最大誤差4.8％以内である。グローバル感度解析により、熱性能に対する熱交換器フィンの数および材料の熱伝導率など熱伝達パラメータの支配的影響が明らかになった。これらの結果は、継続的な産業用廃熱回収および温度アップグレード用途向けの熱化学ヒートトランスフォーマーの最適化ガイドラインとして有用である。