研究者データベース

葛 隆生(カツラ タカオ)
工学研究院 環境工学部門 環境工学
准教授

基本情報

所属

  • 工学研究院 環境工学部門 環境工学

職名

  • 准教授

学位

  • 博士(工学)(北海道大学)

科研費研究者番号

  • 60552411

J-Global ID

研究分野

  • ナノテク・材料 / エネルギー化学
  • 社会基盤(土木・建築・防災) / 建築環境、建築設備
  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 熱工学

職歴

  • 2014年04月 - 現在 北海道大学 大学院工学研究院 准教授
  • 2009年04月 - 2014年03月 北九州市立大学 国際環境工学部 講師
  • 2006年10月 - 2009年09月 株式会社藤原環境科学研究所

学歴

  • 2004年04月 - 2006年09月   北海道大学   大学院工学研究院   都市環境工学専攻 博士後期課程
  • 2002年04月 - 2004年03月   北海道大学   大学院工学研究院   都市環境工学専攻 修士課程
  • 1998年04月 - 2002年03月   千葉大学   工学部   都市環境システム学科

所属学協会

  • ASHRAE   日本地熱学会   日本建築学会   日本太陽エネルギー学会   日本冷凍空調学会   空気調和・衛生工学会   

研究活動情報

論文

  • Energy Conservation using New Structured-Core and Transparent Vacuum Insulation Panels: Numerical Simulation with Experimental Validation
    Takao Katsura, Ali Radwan, Zhang Yang, Makoto Nakamura, Katsunori Nagano
    Solar Energy 193 885 - 905 2019年10月 [査読有り][通常論文]
  • 地中熱ヒートポンプシステムの間接型地中熱交換器必要長さ全国500 mグリッド算定と評価
    阪田義隆, 葛隆生, 長野克則
    土木学会論文集G 74 5 I_185 - I_192 2019年09月 [査読有り][通常論文]
  • 阪田義隆, 葛隆生, 長野克則
    北海道自然エネルギー研究 13 13 17 - 26 2019年06月30日 [査読有り][通常論文]
  • Katsura Takao, Nagano Katsunori, Sakata Yohitaka, Wakayama Hisashi
    INTERNATIONAL JOURNAL OF ENERGY RESEARCH 43 4 1505 - 1520 2019年03月25日 [査読有り][通常論文]
  • 葛隆生, 中村靖, 長野克則, 阪田義隆
    日本冷凍空調学会論文集 35 4 313‐324  2018年12月31日 [査読無し][通常論文]
  • Serageldin Ahmed A, Sakata Yoshitaka, Katsura Takao, Nagano Katsunori
    ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT 177 406 - 415 2018年12月01日 [査読有り][通常論文]
  • 阪田義隆, 葛隆生, 長野克則, 丸井敦尚
    地下水学会誌 60 3 273‐288  2018年08月31日 [査読無し][通常論文]
  • 葛隆生, YANG Zhang, 相原昌博, 中村真人, 長野克則
    太陽エネルギー 44 2 49‐57 - 57 一般社団法人 日本太陽エネルギー学会 2018年03月31日 [査読無し][通常論文]
     
    <p>This study aims at developing the vacuum insulation panels (VIPs) with small thickness and light transmittance to contribute retrofitting insulation for existing buildings. The authors are focus on producing the slim and translucent VIPs with vacuum layer which hold by spacers. Firstly, the outlines of vacuum layer type VIPs were introduced. Next, the structural calculation was carried out as a mechanical analysis to determine the specific array of spacers to pillars supported type. Then, the heat transfer model applying the one-dimensional calculation was developed to predict the insulation performance of VIPs. After that, the authors conducted an experiment applying the guarded hot plate method in order to verify the apparent thermal conductivity of VIP according to the set pressure. The result showed that the apparent thermal conductivity was less than 0.1 W/(m<tt>・</tt>K) and was enough low. Finally, the VIPs with different core materials were trial produced and the apparent thermal conductivity were evaluated by the heat flux method.</p>
  • Yang Zhang, Katsura Takao, Aihara Masahiro, Nakamura Makoto, Nagano Katsunori
    ENERGIES 11 2 2018年02月 [査読有り][通常論文]
  • 阪田 義隆, 葛 隆生, 長野 克則
    日本地熱学会誌 40 1 33 - 44 日本地熱学会 2018年 [査読無し][通常論文]
     
    <p>This study proposes an indirect method to estimate the ground effective thermal conductivity in the formation of a depth over several tens to one hundred meters by averaging probability-weights of all soil/rock types. Thermal response test results are used as the in-situ measurements for determining a set of the individual effective thermal conductivities in the least square. The probability values of all soil/rock types are estimated at any location and depth through the indicator kriging interpolation with the adjacent water well data. In this study, 76 test data were used for analysis and the individual effective thermal conductivities of 8 soil/rock types, i.e., clay, sand, gravel, volcanic ash, Quaternary volcanic rock, Neogene fine rock, Neogene coarse rock, and bedrock were determined. For comparison, this study demonstrated a conventional method to estimate the ground effective thermal conductivity as a thickness-weighted average. The conventional method requires the direct geo-information such as geologic columns, which are not often obtained especially in the deep zones several meters deep. Also in this study, only 25 test data included the geologic columns. Thus, the conventional method resulted in the insufficient agreements of ground effective thermal conductivity between the estimates and the measurements. On the other hand, the analysis of the proposed method was performed in all 76 test data by using the probability estimates through the kriging system. As a result, all individual effective thermal conductivity values were reasonably obtained: the values of clay, sand and volcanic ash were almost equal to the reference values in texts. The value of gravel was relatively large probably because of the natural convection flows along the borehole during heating. The values of soft Neogene rocks were smaller than those of hard Quaternary volcanic rock and bedrock. The estimation errors of the ground effective thermal conductivity were close to the possible error by testing itself, except for the results over 3 W/(m・K). The K-fold cross validation (K= 10) also indicated the stability of the analysis results. This means the potential use of the method not only in the study area but also in other regions. This proposed method contributes to various heat transport problems in practice by providing the estimates of the ground effective thermal conductivity at any location. The method is also efficiently used to construct a database of the ground effective thermal conductivity, as shown in a case study of Sapporo City.</p>
  • Yoshitaka Sakata, Takao Katsura, Katsunori Nagano
    GEOTHERMICS 71 178 - 186 2018年01月 [査読有り][通常論文]
     
    A multilayer-concept thermal response test is proposed by incorporating the standard test with a pair of fiber-optic distributed temperature sensors in the U-tube. The heating exchange rates in any vertical segment are estimated from the sequential temperature data. The ground thermal conductivity of each sub-layer is calculated using the line heat source model, in which the heating exchange rates and the temporal temperature slopes are determined at their convergence as the thickness increases. The convergence analysis continues downward until reaching the borehole bottom to obtain the stepwise conductivity. A case study of Sapporo, Japan, is shown with the sensitivity analysis of the convergence threshold.
  • Yang Zhang, Katsura Takao, Aihara Masahiro, Nakamura Makoto, Nagano Katsunori
    ENERGIES 10 12 2017年12月 [査読有り][通常論文]
  • Sakata Yoshitaka, Katsura Takao, Nagano Katsunori, Ishizuka Manabu
    HYDROLOGY 4 2 2017年06月 [査読有り][通常論文]
  • 阪田義隆, 葛隆生, 長野克則, 丸井敦尚
    地下水学会誌 59 2 105‐123 - 123 日本地下水学会 2017年05月 [査読有り][通常論文]
  • 阪田 義隆, 葛 隆生, 長野 克則
    土木学会論文集G(環境) 73 5 I_89 - I_98 公益社団法人 土木学会 2017年 [査読無し][通常論文]
     
    本研究の目的は,開発した全国地盤物性データベースからの有効熱伝導率の三次元情報と地中熱シミュレーションを組み合わせ,地中熱利用ヒートポンプ暖房システムを戸建て住宅に導入した場合の環境負荷低減効果を計算し,北日本全体の地中熱ポテンシャルマップとして示すことである.その際,期間平均成績係数(COP)を導入指標とし,目標COPを得るための地中熱交換器長さ<i>L</i><sub>b</sub>の決定法を提案する.その結果,標準的な<i>L</i><sub>b</sub>= 100 mのシステムを戸建て住宅に導入する場合,COPは北海道で4.0程度,東北以南で4.4程度と計算された.より合理的な導入のため,目標COPを4.25に設定する場合,東北以南で<i>L</i><sub>b</sub>= 80 m程度とより短く,北海道で130 m程度とより長く必要になると計算された.CO<sub>2</sub>排出量削減率は,45~60 %程度と電力使用時の排出係数に依存し,東北以南で高い導入効果が示された.
  • 阪田 義隆, 葛 隆生, 長野 克則, 丸井 敦尚
    地下水学会誌 59 2 105 - 123 公益社団法人 日本地下水学会 2017年 [査読無し][通常論文]
     
    <p>本論文では,コアボーリングデータが乏しくなる深度100m付近までを対象に,井戸データベースを用いた地盤情報推定システムにおいて,その基幹となる地質区分の推定手法を示す。地質区分の推定にはインディケータクリギングを用い,各推定点で最大分布確率となる地質区分をグリッド推定することで三次元情報とする。その際,井戸データの探索半径とバリオグラムのレンジの異方性比をパラメータとし,地形分類,地層分類,探索半径に応じたデータ数をカテゴリとする交差検証法にて,地質区分の平均再現率が最大となるパラメータを逐次設定する。豊平川扇状地の例では高い平均再現率を保ったまま,ほぼ全域での地質区分の推定が可能であった。</p>
  • Obara Shin'ya, Nagano Katsunori, Morel Jorge, Katsura Takao, Sakata Yoshitaka, Kikuta Kazushige
    MECHANICAL ENGINEERING JOURNAL 4 2 2017年 [査読有り][通常論文]
  • Investigation of a Design and Operation Method for a Heat Recovery Ground Source Heat Pump System
    2017 ASHRAE ANNUAL CONFERENCE PAPERS 2017年 [査読有り][通常論文]
  • 葛隆生, 山口峻
    空気調和・衛生工学会論文集 237 1‐10 - 10 空気調和・衛生工学会 2016年12月 [査読有り][通常論文]
  • 葛隆生, 長野克則, 中村靖
    冷凍 91 1064 399‐400  2016年06月 [査読有り][通常論文]
  • 阪田義隆, 葛隆生, ZHAI Jian, 長野克則
    土木学会論文集 G(環境)(Web) 72 3 50‐60(J‐STAGE)  2016年 [査読有り][通常論文]
  • 葛隆生, 長野克則, 中村靖
    日本冷凍空調学会論文集 32 3 325 - 334 2015年09月 [査読有り][通常論文]
  • 葛隆生, 長野克則, 中村靖
    日本冷凍空調学会論文集 32 3 335 - 344 2015年09月 [査読有り][通常論文]
  • 葛隆生, 平田統大
    空気調和・衛生工学会論文集 207 19 - 27 2014年06月 [査読有り][通常論文]
  • 山口 峻, 葛 隆生, 中村 靖
    日本建築学会環境系論文集 79 702 689 - 697 Architectural Institute of Japan 2014年 [査読有り][通常論文]
     
    The authors established a technique for measuring heating or cooling output from a heat pump air conditioning system by applying the refrigerant enthalpy method. In this paper, advantages of the technique and estimation process of the heating or cooling output are introduced. In addition, field experiment with a water source heat pump unit was carried out to validate the established technique. In the experiment, the refrigerant saturation temperatures at inlet and outlet of compressor and compressor frequency, which are estimated in the technique, are firstly verified by comparing to measured values. As the result of experiments, it is confirmed that the established technique have possibility of omitting foundation of the pressure sensors and the measurement of compressors frequency in the technique. As the another results of experiments, the error of estimation values of heat quantity between the established technique and the conventional one is less than 5 % for cooling and 7 % for heating. Therefore, the technique for heat quantity measuring that the authors established has the potential to become the new measuring method for the heat pump air conditioning system.
  • 若山 尚之, 長野 克則, 葛 隆生
    日本建築学会技術報告集 19 42 645 - 648 Architectural Institute of Japan 2013年 [査読有り][通常論文]
     
    The subject of this paper is the heat source system with the Ground Source Heat Pump(GSHP) system in the PHC foundation piles. The thermal storage characteristics of the ground may be used to improve the GSHP system performance in this hospital by alternating the storing and restoring cycle on day-night basis in the summer season. The analysis during the commissioning shows the effectiveness of the GSHP system concept and improved system performance as a result of changing the operational condition.
  • 中村 靖, 長野 克則, 葛 隆生
    日本建築学会環境系論文集 78 684 165 - 174 Architectural Institute of Japan 2013年 [査読有り][通常論文]
     
    The summary of this report is shown as follows.These studies aim at development of a low flow circulation (LF) ground source heat pump (GSHP) multi-split system in order to reduce energy consumption of circulation pumps in the GSHP system. This system applies low flow circulation system in primary side and multi-split system in secondary side. This paper contributes Part 1 in the series of these studies. First, the system concept and development planning are introduced. Then verification test of operation reliability of a water source multi-split heat pump were carried out in the manufacturing factory. As the result, the authors confirmed heating operation reliability of the heat pump even on conditions of inlet temperature of 10°C and low flow circulation in primary side of 30 L/min. In addition, field test apparatus of the LF-GSHP system were constructed to investigate the optimum circulation flow rate of the LF-GSHP system and demonstrate the effect of reduction of circulation pumps' electric power consumption. When the cooling output is around 14 kW, the maximum SCOP of 5.31 is obtained on the condition that the flow rate is 30 L/min. On the other hand, the flow rate condition of 96 L/min provides the highest SCOP value of 3.78 in case where the cooling output is around 24-28 kW. These suggest that variable water volume (VWV) control of the circulation pump can reduce circulation pumps' electric power consumption the most.
  • 若山 尚之, 葛 隆生, 長野 克則, 佐藤 信孝
    空気調和・衛生工学会論文集 189 21 - 28 社団法人空気調和・衛生工学会 2012年12月 [査読有り][通常論文]
     
    本報では、福岡県の高校校舎における現場打ち基礎杭を採熱管据付に利用した地中熱ヒートポンプ(GSHP)システムを研究対象としている。これまで、温暖なちいきにおけるGSHPシステムの採用は広がってこなかったが、本システムでの稼働実績により、夏季においても十分高い効率で運用可能であることを示し、温暖な地域におけるGSHPシステムの普及可能性について提示する。また、杭の深さが7mの地中熱システムであるため、GSHPシステムとしては採熱管埋設深さが浅い設計与条件であったが、浅層型のGSHPシステムに関する計画内容と、竣工後の実稼働データの分析結果により、杭長さ当たり、温度差当たりの採熱量などからシステムの有用性を提示する。
  • 若山 尚之, 葛 隆生, 龍 有二, 長野 克則
    日本建築学会技術報告集 18 40 999 - 1002 Architectural Institute of Japan 2012年 [査読有り][通常論文]
     
    This paper introduces an overview of Ohori high school building built on Mar. 2010. This building was designed as an environmental conscious school that mimics the functions of a big tree. Leaf transpiration for roof top water spray, absorbing heat from roots for the Ground Source Heat Pump system, and rain water retaining for rain water storage, etc. This paper shows the planning concept and design features of the environmental conscious building introducing the concept of biomimicry.
  • 葛 隆生, 長野 克則, 中村 靖
    日本建築学会環境系論文集 76 659 59 - 66 Architectural Institute of Japan 2011年 [査読有り][通常論文]
     
    In this paper, the authors define the heat extraction or injection rate of ground heat exchanger (GHEX) per length and temperature difference as the coefficient of heat extraction or injection. Applying the definition, the heat extraction or injection performances of GHEXs are quantified corresponding to the conditions such as ground properties and GHEXs' specifications are changed. In addition, the authors compared to the quantified heat extraction or injection performances. When the flow condition of heat transfer medium in GHEX turns from laminar flow to turbulent flow, the heat extraction or injection performances of GHEXs increase 5-12%. On the other hand, the increase of heat extraction or injection performances of GHEXs in the range of turbulent flow is only less than 2% even in the where the flow rate is up to more than thrice. When the number of U-tubes is two and flow rate per the one U-tube is set at 6 L/min, the ratios of heat extraction performance of GHEXs using pre-casting concrete pile and steel pile compared to the borehole GHEX are 1.35-1.58 and 1.29-1.40, respectively.
  • 若山 尚之, 長野 克則, 葛 隆生, 金田一 清香, 佐藤 信孝
    空気調和・衛生工学会論文集 163 1 - 9 社団法人空気調和・衛生工学会 2010年10月 [査読有り][通常論文]
     
    本報では研究対象とした病院のGSHPシステムについて設計趣旨や研究結果を示すのみではなく、この技術が広く認知され、普及していくことを目標に、設計・施工のプロセスを実際の経験における知見に関して可能な限り掲載することを目指した。施工面ではPHC杭を利用した地中熱ヒートポンプシステムの設計・施工プロセスの解説と、熱応答試験の結果の提示、そしてシステムの最大の特徴である昼夜間採放熱による熱効率向上に関して、設計段階における数値解析を用いた検証結果を示した。
  • Takao Katsura, Katsunori Nagano, Shigeaki Narita, Sayaka Takeda, Yasushi Nakamura, Atsushi Okamoto
    APPLIED THERMAL ENGINEERING 29 5-6 906 - 919 2009年04月 [査読有り][通常論文]
     
    The authors introduce calculation algorithm of the temperatures of the ground and heat carrier fluid in multiple ground heat exchangers for pipe arrangement of ground source heat pump (GSHP) systems. First, the outline is explained. Next, in order to investigate possibility for the operation of the GSHP system with steel foundation piles and validate reproducibility of the value calculated by the design tool including the calculation algorithm, field tests of heating and heat extraction were conducted with a residential GSHP system using 25 steel foundation piles of 8 m long as ground heat exchangers. From a result of comparison between temperatures of the measurement in the test and calculation by using the design tool, it was confirmed that the tool could predict the temperatures with acceptable precision and speed for utilizing as a design tool. In addition, performance of GSHP systems with steel foundation piles in long term is predicted with the design tool. In moderate climate region, since the GSHP systems using multiple ground heat exchangers with short length can operate with high efficiency as well as the GSHP system using a single ground heat exchanger with long length, the GSHP systems with steel foundation piles have possibility to become popular. (C) 2008 Elsevier Ltd, All rights reserved.
  • Takao Katsura, Katsunori Nagano, Sayaka Takeda
    APPLIED THERMAL ENGINEERING 28 14-15 1995 - 2004 2008年10月 [査読有り][通常論文]
     
    In this paper, the authors propose a method of calculation of the ground temperature for heat extraction or injection via multiple ground heat exchangers. First, a high-speed algorithm to calculate the ground temperature is described. Next, a variation of the ground temperature calculated by using this method is compared with the one obtained by applying spatial superposition principle of the temperature responses calculated by the theoretical equations. As a result, the method's preciseness was proved and the computation time was about 1/135 compared to the method with the theoretical solution. From these, it was shown that the method has appropriate precision and computational speed to use as a design tool. Additionally, if the ground heat exchangers are short such as when foundation piles of a building are used as ground heat exchangers, it is necessary to consider the heat transfer from the edge of the ground heat exchangers. Thus we devised a method, which uses the equivalent radius obtained by multiplying the ideal ground heat exchanger radius by a modification coefficient, to obtain the average surface temperature of the ground heat exchangers influenced by the heat transfer. The temperature calculated with the modification coefficient was compared to the one calculated without the modification coefficient. (C) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.
  • 葛 隆生, 長野 克則, 金田一 清香, 中村 靖
    空気調和・衛生工学会論文集 134 1 - 10 社団法人空気調和・衛生工学会 2008年05月 [査読有り][通常論文]
     
    本報は土壌熱源ヒートポンプシステム設計・性能予測ツールに関する研究の第3報である。まず、複数埋設管を有する土壌熱源ヒートポンプシステム全体の性能を予測するための、地中熱交換器の配管設計に対する熱媒温度の計算手法を示す。次にこの計算手法を用いて地中熱交換器の配管経路の違いがもたらすシステム性能の相違や、温暖地域に鋼管基礎杭を地中熱交換器として用いた場合について検討を行った。結果として、暖冷房に対して8m×20本の基礎杭を用いた場合、予想されたCOPは暖房期間平均で5.0、冷房期間平均で5.6となり、基礎杭を用いた土壌熱源ヒートポンプシステムは温暖地域でも十分に普及する可能性を十分に有していることが示された。また、温暖地域の住宅への土壌熱源ヒートポンプシステムを想定し、地中熱交換器の埋設間隔に対する、地中温度や熱媒温度、システム性能の相違を検討したところ、埋設管間隔を2m以上設ければ、温度変化や性能に大きな差が現れないことが示された。さらには採放熱が年間を通じて周期的に行われることを想定し、地中熱交換器を格子状、もしくは直線状に配列した場合について、埋設管間隔に対する温度変化を検討したところ、格子状の地中熱交換器配列で3m、直線状配列であれば2m以上の地中熱交換器間隔を設けることにより、温度変化にはほとんど差が現れないことが確認できた。以上より、上述した範囲が適切といえる埋設管間隔であると結論付けられた。
  • 葛 隆生, 長野 克則, 武田 清香, 中村 靖
    空気調和・衛生工学会論文集 127 1 - 9 社団法人空気調和・衛生工学会 2007年10月 [査読有り][通常論文]
     
    地下水流れによる採放熱量の増大効果を定量的に把握するため、砂槽内に模擬地下水を発生させることが可能な鋼製タンクを地中に埋設し、砂槽内に設置した地中熱交換器により採放熱実験を行った。まず、種々の地中熱交換器において、地下水流れ場の採放熱量増大効果を定量的に把握するための方法を示し、採放熱試験の結果から地下水流速の増大に応じて採熱量が増大することを確認した。さらに、Uチューブ型を使用した場合について、これまでの実証実験では明らかにされてこなかった地下水流速の比較的小さいu_<gw>=100〜350m/年の範囲においても1.2〜1.4倍程度の採放熱量増大効果があることを確認した。また、地下水流れが1400m/年程度の卓越した地盤において、二重管型の地中熱交換器を使用した際の長さ・温度差あたりの採熱量が16.12W/(m・K)と、Uチューブ型を使用した場合の3倍以上となった。これより、地下水流れが非常に大きい場合には、熱抵抗の小さい地中熱交換器を選択すると非常に大きい採熱量が得られることがわかった。採熱量について実測値が強制対流のみを考慮した計算値よりも大きくなるという結果となり、自然対流の影響も現れていることが示唆されたため、これについて考察を行った。
  • 葛 隆生, 長野 克則, 武田 清香, 中村 靖
    空気調和・衛生工学会論文集 115 9 - 17 社団法人空気調和・衛生工学会 2006年10月 [査読有り][通常論文]
     
    本論文では地下水流れを有する場合の、地中熱交換器周囲の地中温度の計算手法とその応用について報告する。まず、地下水流れを有する場合の土壌内の線熱源と円筒熱源の温度応答の比較検討を行った上で、円筒熱源周囲の地中温度の計算方法を示した。次に、2本の地中熱交換器を用いた場合の地中温度計算について、本計算方法と数値計算の比較を行い、本計算方法の計算精度を検証した。さらには、本計算方法を用いて地下水流れが土壌熱源ヒートポンプシステムの性能と導入効果にもたらす影響について検討を行った。札幌市の戸建住宅に、単独埋設管の土壌熱源ヒートポンプシステムを導入した場合について、運転シミュレーションとコスト分析を行った結果、全ての地層に地下水流速100m/yearが流れると仮定した場合では、地下水流速0mの場合と比較して、地中熱交換器長さを45m削減できることを示した。このことから地下水流れを設計に反映することにより、システムのイニシャルコストの削減を効果的に行えることが示唆された。
  • K Nagano, T Katsura, S Takeda
    APPLIED THERMAL ENGINEERING 26 14-15 1578 - 1592 2006年10月 [査読有り][通常論文]
     
    This paper introduces a novel design and performance prediction tool for the ground source heat pump (GSHP) system. This tool features, a user-friendly interface for data input and graphical output. First, an outline of this tool was described. Next, the authors validated temperature variation calculated by theoretical method of the developed tool compared with one measured in the thermal response test. The thermal response test was carried out in a house garden in Sapporo. Giving the calculated conditions, the calculated temperature variation almost traced the measured value. The developed tool's preciseness was proved with the results. In final, performance prediction and feasibility study of a residential GSHP system in Sapporo was performed with this tool as an example. Results of the calculations show that the life cycle CO2 emission (LCCO2) of the GSHP system is 2038 kg-CO2/year and it is less than half compared to conventional oil boiler systems. Also, the GSHP system can reduce life cycle cost (LCC) by 50,000-90,000 Japanese-yen/year. The payback time for increased investment cost of the GSHP system is about 9-14 years in comparison with other conventional systems. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.
  • 葛 隆生, 長野 克則, 武田 清香, 中村 靖
    空気調和・衛生工学会論文集 112 51 - 59 社団法人空気調和・衛生工学会 2006年07月 [査読有り][通常論文]
     
    地下水流れを有する場合の地中の温度応答について検討するために行ったサーマルプローブ法による砂層内連続加熱実験の概要と結果、およびその応用手法について報告する。まず、地下水流れを有する砂層内にプローブを埋設し、一定加熱を行い、プローブおよび周囲の温度変化について検討した。次に、実測値との比較によって移動線熱源温度応答理論と差分法を用いた数値計算による計算結果の再現性の確認を行った上で、地下水流れを有する場合の線熱源と円筒熱源の誤差の検討を行った。さらには、移動線熱源の温度応答を応用した地下水流速の推定方法を提案し、その一例として実験の結果を用いて地下水流速の推定を行った。結果より、推定された地下水流速は実測直と比較して、3.17×10^<-6>m/s(100m/年)以下の誤差、もしくは20%程度の相対誤差の範囲内に収まることが確認された。
  • 葛 隆生, 長野 克則, 武田 清香
    空気調和・衛生工学会論文集 111 43 - 51 社団法人空気調和・衛生工学会 2006年06月 [査読有り][通常論文]
     
    本報は土壌熱源ヒートポンプシステム設計・性能予測ツールの開発に関する研究の第2報として、複数埋設管への設計・性能予測ツールの拡張手法について報告する。まず、複数埋設管の高速演算手法について提案する。次に、本演算手法によって計算した温度応答を従来の無限円筒の理論解の重ね合わせと比較して、本演算手法がツールとして用いることのできる精度を満足していることを確認した。さらには、複数埋設管の例として、基礎杭を地中熱交換器として用いる際には、埋設管の口径が大きく、長さが短い場合がある。その際には、端部の影響が無視できないものとなるため、その埋設管表面の平均温度を算出するための補正係数を求めて、その計算結果と補正係数を用いない場合との比較を行った。
  • 長野 克則, 葛 隆生, 武田 清香, 中村 靖
    空気調和・衛生工学会論文集 108 11 - 19 社団法人空気調和・衛生工学会 2006年03月 [査読有り][通常論文]
     
    鋼管基礎杭を地中熱交換器として用いた採熱実証試験とその応用手法について報告する。まず、地中熱交換器の口径、仕様などを変更して採熱量の測定と比較を行った。次に、試験の実測値をもとに、無限円筒表面熱流応答理論を応用して、地中の有効熱伝導率の推定を行った。長さ40m、口径φ165mmの直接熱交換型地中熱交換器の実測結果に対して、熱伝導率を1.5W/m/Kとして与えた場合に、計算結果が試験結果を良く再現する事が確かめられ、これよりこの値が地中の有効熱伝導率であると推測された。さらには鋼管内部の熱抵抗値を明らかにするとともに、間接熱交換型地中熱交換器の内部熱移動計算手法を示した。この計算手法を用いて計算した地中熱交換器からの還水温度の変化は実測の還水温度とほぼ同様の結果が得られ、本計算方法が間接熱交換型地中熱交換器の計算に有効であることを裏付けた。
  • 長野 克則, 葛 隆生
    空気調和・衛生工学会論文集 101 11 - 20 社団法人空気調和・衛生工学会 2005年08月 [査読有り][通常論文]
     
    本研究は土壌熱源ヒートポンプシステム設計・性能予測ツールの開発を目的としたものである。本報ではその研究の第1報として、まず、単独垂直型地中熱交換器の設計・性能予測ツールを開発したため、その計算手法と特長について述べた。次に、札幌市内の戸建住宅の暖冷房に本システムを導入することを想定し、開発したツールを用いて年間の性能予測と導入効果の検討を行った。シミュレーションのライフサイクル評価によって、土壌熱源ヒートポンプシステムは灯油システムと比較して、60年のライフサイクル期間中において約56%の二酸化炭素排出量削減効果が見込まれるという結果が得られた。

その他活動・業績

受賞

  • 2016年05月 日本冷凍空調学会 学術賞論文賞
     
    受賞者: 葛 隆生
  • 2014年05月 空気調和・衛生工学会 技術賞技術振興賞
     
    受賞者: 葛 隆生
  • 2012年05月 空気調和・衛生工学会 技術賞技術振興賞
     
    受賞者: 葛 隆生
  • 2011年05月 空気調和・衛生工学会 技術賞技術振興賞
     
    受賞者: 葛 隆生
  • 2010年06月 環境省 平成22年度産学官連携功労者表彰(環境大臣賞
     
    受賞者: 葛 隆生
  • 2010年05月 空気調和・衛生工学会 論文賞
     
    受賞者: 葛 隆生

教育活動情報

主要な担当授業

  • 応用数学Ⅰ
    開講年度 : 2018年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 工学部
  • Environmental System Engineering(環境システム工学E)
    開講年度 : 2018年
    課程区分 : 修士課程
    開講学部 : 工学院
  • 応用数学演習Ⅰ
    開講年度 : 2018年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 工学部
  • 環境システム工学特論
    開講年度 : 2018年
    課程区分 : 修士課程
    開講学部 : 工学院
  • Environmental System Engineering(環境システム工学E)
    開講年度 : 2018年
    課程区分 : 博士後期課程
    開講学部 : 工学院
  • 環境システム工学特論
    開講年度 : 2018年
    課程区分 : 博士後期課程
    開講学部 : 工学院


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