[Submitted on 30 Jul 2026]

View PDF HTML (experimental)

Abstract:相変化材料（PCM）を利用した潜熱蓄熱（LHTES）は、地域暖房（DH）における熱供給のシフトとピーク需要の削減に有望な解決策です。しかし、PCMの熱物性および実用的な制御戦略がDHシステム全体の運用・経済性能に及ぼす複合的な影響については、まだ十分に解明されていません。この研究では、運用柔軟性を高めるために、適応型需要駆動（ADD）制御戦略の下でヒートポンプ支援の廃熱回収を備えたPCM統合型DHシステムを調査します。動的シミュレーションモデルを開発し、ピーク負荷削減、運用コスト、ヒートポンプ性能、室内温熱快適性を基に、ベースラインケースおよびルールベース制御（RBC）手法と比較してシステム性能を評価しました。さらに、PCMの熱物性がシステム性能に与える影響を調べるため、感度分析を実施しました。結果、RBCはピーク需要をシフトできるものの、充電期間中に二次ピークを発生させる傾向があることがわかりました。一方、ADD戦略は熱需要プロファイルを効果的に平滑化し、温熱快適性を維持しながら最大5.3%のピーク負荷削減を達成しました。感度分析により、相変化温度80$^{\circ}$Cおよび熱伝導率2 W/(m$\cdot$K)超の条件で、より高いピーク負荷削減と経済性の向上が得られることが明らかになりました。提案制御戦略によりピーク削減能力は向上したものの、回収期間は25.3年となり、さらなるコスト低減と市場インセンティブの支援が必要であることが示されました。それでも、提案手法はDHの柔軟性向上および将来の低炭素エネルギーシステムへの移行を支える大きな可能性を有しています。

Submission history

From: Chunjun Huang [view email]
[v1] Thu, 30 Jul 2026 14:30:12 UTC (6,738 KB)