JP2000329413A - 貯熱槽を備えた浅部地中採熱装置。 - Google Patents
貯熱槽を備えた浅部地中採熱装置。Info
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- JP2000329413A JP2000329413A JP17588099A JP17588099A JP2000329413A JP 2000329413 A JP2000329413 A JP 2000329413A JP 17588099 A JP17588099 A JP 17588099A JP 17588099 A JP17588099 A JP 17588099A JP 2000329413 A JP2000329413 A JP 2000329413A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/10—Geothermal energy
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- Cleaning Of Streets, Tracks, Or Beaches (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 地中採熱装置の効率アップと設置工事費のコ
ストダウン、及び風力等のエネルギーを簡単に利用可能
にする。 【解決手段】 縦長鋼管に採熱ポリエチレン管を巻き付
け地中に垂直に埋設する事により、土木工事の簡素化が
計られ、採熱面積と採熱温度が簡単に確保できる。縦長
鋼管内に不凍性液体を充填し、底部には電気発熱装置を
設置する事によって外部の風力発電、太陽電池等の電力
を利用して不凍性液体の温度を上げ、地温を回復する事
により、ヒートポンプの効率低下を防止し、高効率運転
を可能にする。
ストダウン、及び風力等のエネルギーを簡単に利用可能
にする。 【解決手段】 縦長鋼管に採熱ポリエチレン管を巻き付
け地中に垂直に埋設する事により、土木工事の簡素化が
計られ、採熱面積と採熱温度が簡単に確保できる。縦長
鋼管内に不凍性液体を充填し、底部には電気発熱装置を
設置する事によって外部の風力発電、太陽電池等の電力
を利用して不凍性液体の温度を上げ、地温を回復する事
により、ヒートポンプの効率低下を防止し、高効率運転
を可能にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】ヒートポンプを介した地熱利
用の暖房、ロードヒーティング系の地中採熱パイプの採
熱面積及び採熱深度を容易に確保し、風力発電、太陽電
池及び他の電力を有効に利用する装置に関するものであ
る。
用の暖房、ロードヒーティング系の地中採熱パイプの採
熱面積及び採熱深度を容易に確保し、風力発電、太陽電
池及び他の電力を有効に利用する装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ヒートポンプ利用の地中採熱方法の内、
水平採熱方式は地表から２ｍ前後の掘削を行い、掘削底
部の地均しの後採熱パイプを敷き込み、叉は立体的にル
ープ状配管を施し、埋め戻しを行う。
水平採熱方式は地表から２ｍ前後の掘削を行い、掘削底
部の地均しの後採熱パイプを敷き込み、叉は立体的にル
ープ状配管を施し、埋め戻しを行う。
【０００３】垂直採熱方式に於いては、地中にアースオ
ーガ等で穴を掘り、Ｕ字型の採熱管を埋設する。一般的
に採熱面積を増す為には穴を深く掘らなければならな
い。深さ１００ｍ級になると採熱効果は有利になるが工
事は大掛かりになる。
ーガ等で穴を掘り、Ｕ字型の採熱管を埋設する。一般的
に採熱面積を増す為には穴を深く掘らなければならな
い。深さ１００ｍ級になると採熱効果は有利になるが工
事は大掛かりになる。
【０００４】地熱は深部から浅部へと土壌の熱伝導によ
って伝わる為非常に緩慢である。その為採熱の進行と共
に地中温度の降下が始まり、その降下の度合いによって
ヒートポンプの効率が低下する。
って伝わる為非常に緩慢である。その為採熱の進行と共
に地中温度の降下が始まり、その降下の度合いによって
ヒートポンプの効率が低下する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】地中採熱方法の内、水
平採熱方式にあっては大量の掘削土が発生する。掘削土
を置くスペースが無い場合には場外に搬出し、埋め戻し
の為に再度搬入しなければならない。又掘削土の管理も
必要となる。
平採熱方式にあっては大量の掘削土が発生する。掘削土
を置くスペースが無い場合には場外に搬出し、埋め戻し
の為に再度搬入しなければならない。又掘削土の管理も
必要となる。
【０００６】垂直採熱方式にあっては採熱面積を稼ぐ為
に深穴を掘るが、工事は大掛かりとなる。打ち込み櫓、
掘削安定剤装置及びその産業廃棄物処理等の問題が伴
う。
に深穴を掘るが、工事は大掛かりとなる。打ち込み櫓、
掘削安定剤装置及びその産業廃棄物処理等の問題が伴
う。
【０００７】温度降下した地中温度の回復は、小規模な
深さ２ｍ程度の水平採熱方式にあっては、次のシーズン
までにほぼ回復するが、大規模な深部採熱の場合の自然
回復は更に時間を要する。
深さ２ｍ程度の水平採熱方式にあっては、次のシーズン
までにほぼ回復するが、大規模な深部採熱の場合の自然
回復は更に時間を要する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の採熱方法は垂直
採熱方式に類し、長さ１０ｍ前後の縦長鋼管の回りに採
熱ポリエチレン管を１５ｃｍピッチで巻き付けている
為、ポリエチレン管の採熱面積が確保され、且つ１０ｍ
の掘削深度が確保出来る為に採熱効果が上がる。採熱装
置の設置はアースオーガ等で掘削後クレーン等で地中に
降ろし、周囲に山砂等を充填する。採熱ポリエチレン管
の現場配管、掘削土の仮置き叉は場外運搬等は不要であ
る。残土処理は採熱装置の容積分の微々たるもので土工
事費が極端に軽減される。
採熱方式に類し、長さ１０ｍ前後の縦長鋼管の回りに採
熱ポリエチレン管を１５ｃｍピッチで巻き付けている
為、ポリエチレン管の採熱面積が確保され、且つ１０ｍ
の掘削深度が確保出来る為に採熱効果が上がる。採熱装
置の設置はアースオーガ等で掘削後クレーン等で地中に
降ろし、周囲に山砂等を充填する。採熱ポリエチレン管
の現場配管、掘削土の仮置き叉は場外運搬等は不要であ
る。残土処理は採熱装置の容積分の微々たるもので土工
事費が極端に軽減される。
【０００９】縦長鋼管底部の電気発熱装置は不連続であ
るが、風力発電、太陽電池、叉はその他の電力によって
発熱し、不凍性液体の温度を上げて、地熱の温度回復が
なされ、さらに貯熱しておく事により、ヒートポンプの
効率低下防止と，高効率な運転が可能となる。
るが、風力発電、太陽電池、叉はその他の電力によって
発熱し、不凍性液体の温度を上げて、地熱の温度回復が
なされ、さらに貯熱しておく事により、ヒートポンプの
効率低下防止と，高効率な運転が可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１、図２、図３に於いて実施例
にもとずき図面を参照して説明する。図１、図２は本発
明の実施例を示す概略図であり、図３は応用例を示す。
にもとずき図面を参照して説明する。図１、図２は本発
明の実施例を示す概略図であり、図３は応用例を示す。
【００１１】図１に於いて説明する。地中２０内に縦長
鋼管１０にポリエチレン管１１を地表から１ｍ以深の部
分に巻き付け固定したものをアースオーガ等で掘削した
後、クレーン等で地中に垂直に埋設する。グルグル巻か
れたポリエチレン管１１の中を熱媒体が循環ポンプ１５
により圧送されて、回路を一巡し、その間に地中熱を奪
って帰路端１１−２に戻って来る。
鋼管１０にポリエチレン管１１を地表から１ｍ以深の部
分に巻き付け固定したものをアースオーガ等で掘削した
後、クレーン等で地中に垂直に埋設する。グルグル巻か
れたポリエチレン管１１の中を熱媒体が循環ポンプ１５
により圧送されて、回路を一巡し、その間に地中熱を奪
って帰路端１１−２に戻って来る。
【００１２】図２に於いて説明する。地中２０に垂直に
埋設された縦長鋼管１０の内部には不凍性液体３０が地
表から１ｍの深度まで充填されている。縦長鋼管１０の
底部には電気発熱装置１３が固定されて居り、電線１４
によって電力が供給され、不凍性液体の温度を上昇する
事によって周辺土壌の温度回復し，貯熱を行う。
埋設された縦長鋼管１０の内部には不凍性液体３０が地
表から１ｍの深度まで充填されている。縦長鋼管１０の
底部には電気発熱装置１３が固定されて居り、電線１４
によって電力が供給され、不凍性液体の温度を上昇する
事によって周辺土壌の温度回復し，貯熱を行う。
【００１３】次に本発明の応用例を図３によりって説明
する。
する。
【００１４】地中に埋設されたポリエチレン管１１が主
に地中採熱部を構成し、ロードヒーティング２３の地表
面に配管されたポリエチレン管１８が放熱部を構成す
る。両者の中間に位置するヒートポンプ１７は、採熱部
が獲得して来た地中熱をフロンガスの凝縮熱として高温
で取り出し、放熱部に送り出して融雪を行う。
に地中採熱部を構成し、ロードヒーティング２３の地表
面に配管されたポリエチレン管１８が放熱部を構成す
る。両者の中間に位置するヒートポンプ１７は、採熱部
が獲得して来た地中熱をフロンガスの凝縮熱として高温
で取り出し、放熱部に送り出して融雪を行う。
【００１５】循環ポンプ１５によって送り出された零下
数度の熱媒体は、縦長鋼管１０に巻かれたポリエチレン
管１１の中を一巡し、途中採熱を行いながら０℃前後に
なって帰路端１１−２に戻って来る。戻って来た熱媒体
は熱交換器２１に入り、ヒートポンプ１７によって地中
から獲得した熱が吸収され、再び零下数度の熱媒体とな
り、循環ポンプ１５によって圧送され、地中採熱循環を
する。
数度の熱媒体は、縦長鋼管１０に巻かれたポリエチレン
管１１の中を一巡し、途中採熱を行いながら０℃前後に
なって帰路端１１−２に戻って来る。戻って来た熱媒体
は熱交換器２１に入り、ヒートポンプ１７によって地中
から獲得した熱が吸収され、再び零下数度の熱媒体とな
り、循環ポンプ１５によって圧送され、地中採熱循環を
する。
【００１６】ヒートポンプは熱交換器２１で獲得した熱
量をフロンガスの圧縮・凝縮により１０数度に高めて取
り出し、熱交換器２２に供給する。
量をフロンガスの圧縮・凝縮により１０数度に高めて取
り出し、熱交換器２２に供給する。
【００１７】ロードヒーティング２３を構成するポリエ
チレン管１８中の熱媒体は熱交換器２２で１０数度に温
められ、循環ポンプ１６によってポリエチレン管１８の
表面温度を上昇し、融雪を行う。熱媒体は途中放熱のた
め、２〜３℃の温度降下を起こし、再び熱交換器２２に
入って、熱を与えられる。
チレン管１８中の熱媒体は熱交換器２２で１０数度に温
められ、循環ポンプ１６によってポリエチレン管１８の
表面温度を上昇し、融雪を行う。熱媒体は途中放熱のた
め、２〜３℃の温度降下を起こし、再び熱交換器２２に
入って、熱を与えられる。
【００１８】地熱採熱に有効な深度は地表面下１ｍより
深い部分なので、上部１ｍの間にポリエチレン管及び、
地温回復用の不凍液は設置しない。
深い部分なので、上部１ｍの間にポリエチレン管及び、
地温回復用の不凍液は設置しない。
【００１９】融雪開始と共に採熱の為に、縦長鋼管１０
の周辺土壌の温度降下が始まり、縦長鋼管１０の上部及
び下部には、ほぼ一率に温度降下が起る。地温熱源が深
部なので、縦長鋼管１０の上部と下部では地熱による回
復スピードの違いがあり、上部は温度が低く、下部は温
度が高い状態になる。しかし、不凍性液体３０の自然対
流によって下部の熱が上方に運ばれ、均一化する為採熱
効果は上がる。
の周辺土壌の温度降下が始まり、縦長鋼管１０の上部及
び下部には、ほぼ一率に温度降下が起る。地温熱源が深
部なので、縦長鋼管１０の上部と下部では地熱による回
復スピードの違いがあり、上部は温度が低く、下部は温
度が高い状態になる。しかし、不凍性液体３０の自然対
流によって下部の熱が上方に運ばれ、均一化する為採熱
効果は上がる。
【００２０】地温低下によるヒートポンプの効率低下を
防ぐ補助エネルギー対策として、風力発電装置３１及び
太陽電池３２により、不凍性液体３０をして縦長鋼管１
０の周辺土壌温度の回復を計る実施例である。
防ぐ補助エネルギー対策として、風力発電装置３１及び
太陽電池３２により、不凍性液体３０をして縦長鋼管１
０の周辺土壌温度の回復を計る実施例である。
【００２１】不連続で且つ強弱の激しいエネルギーであ
るが、風力発電、太陽電池による電力を電線１４で縦長
鋼管１０の底部に固定した電力発熱装置１３によって不
凍性液体３０の温度を上昇させ、不凍性液体３０は対流
を起こして温度の低い上部へと熱を運んで縦長鋼管１０
の外側の土壌の温度回復する。更に貯熱をさせる事も可
能である。
るが、風力発電、太陽電池による電力を電線１４で縦長
鋼管１０の底部に固定した電力発熱装置１３によって不
凍性液体３０の温度を上昇させ、不凍性液体３０は対流
を起こして温度の低い上部へと熱を運んで縦長鋼管１０
の外側の土壌の温度回復する。更に貯熱をさせる事も可
能である。
【００２２】
【発明の効果】以上説明した様に縦長鋼管１０を垂直に
土中に埋設する事により、採熱ポリエチレン管１１の現
場工作が不要となり、採熱面積・採熱温度の確保が容易
に出来、土工事の極端なコストダウンが可能になる。
土中に埋設する事により、採熱ポリエチレン管１１の現
場工作が不要となり、採熱面積・採熱温度の確保が容易
に出来、土工事の極端なコストダウンが可能になる。
【００２３】風力発電・太陽電池の不連続で、且つ強弱
の激しいエネルギーを有効に利用出来る装置であり、且
つ温度回復によってヒートポンプをしてロードヒーティ
ング効果を上げることが出来る。
の激しいエネルギーを有効に利用出来る装置であり、且
つ温度回復によってヒートポンプをしてロードヒーティ
ング効果を上げることが出来る。
【図１】本発明による地中採熱装置の概略図
【図２】本発明によるクリーンエネルギー利用と地中採
熱を有利にする装置の概略図
熱を有利にする装置の概略図
【図３】本発明の応用例を示す概略図
１０ 縦長鋼管 １１ 採熱ポリエチレン管 １１−１採熱ポリエチレン管往路端 １１−２採熱ポリエチレン管帰路端 １３ 電気発熱装置 １４ 電気発熱装置用電線 １５ 採熱用循環ポンプ １６ ロードヒーティング用循環ポンプ １７ ヒートポンプ １８ ロードヒーティングのポリエチレン管 １８−１ロードヒーティングのポリエチレン管往路端 １８−２ロードヒーティングのポリエチレン管帰路端 ２０ 地中 ２１ 採熱部側熱交換器 ２２ ロードヒーティング側熱交換器 ２３ ロードヒーティング ３０ 不凍性液体 ３１ 風力発電機 ３２ 太陽電池
Claims (2)
- 【請求項１】 縦長鋼管に所定の長さの採熱パイプを巻
き、地中に垂直に埋設する事により、採熱管の採熱面積
と採熱深度を確保できる構造で、縦長鋼管内部に不凍性
液体を充填出来る構造を特徴とする採熱装置。 - 【請求項２】 地中に埋設された縦長鋼管底部に電気発
熱器を取り付け、外部からの電力により不凍性液体の温
度を上昇できる装置である。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17588099A JP2000329413A (ja) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | 貯熱槽を備えた浅部地中採熱装置。 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17588099A JP2000329413A (ja) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | 貯熱槽を備えた浅部地中採熱装置。 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000329413A true JP2000329413A (ja) | 2000-11-30 |
Family
ID=16003833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17588099A Pending JP2000329413A (ja) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | 貯熱槽を備えた浅部地中採熱装置。 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000329413A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100666469B1 (ko) | 2004-06-23 | 2007-01-09 | 코오롱건설주식회사 | 코일형 지열교환기 |
| JP2009162011A (ja) * | 2008-01-09 | 2009-07-23 | Wataru Adachi | 地中開羽型熱交換杭と井戸兼用型熱交換システム及び土壌改良剤注入杭 |
| KR101126026B1 (ko) | 2010-07-01 | 2012-03-20 | 대림산업 주식회사 | 지중열 복원이 가능한 지중열 교환기 및 이를 이용한 지중열 교환 시스템 |
| WO2012060913A1 (en) * | 2010-11-04 | 2012-05-10 | Geoenergy Enterprises, Llc. | Geothermal system |
| WO2012060912A1 (en) * | 2010-11-04 | 2012-05-10 | Geoenergy Enterprises, Llc. | Geothermal column |
| WO2012064387A1 (en) * | 2010-11-08 | 2012-05-18 | Geoenergy Enterprises, Llc | Method of heating/cooling structure using geothermal system |
| CN112197445A (zh) * | 2020-10-21 | 2021-01-08 | 江门市锦鸿新能源技术研发有限公司 | 一种新型太阳能与地热能复合的可再生能源系统 |
-
1999
- 1999-05-18 JP JP17588099A patent/JP2000329413A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100666469B1 (ko) | 2004-06-23 | 2007-01-09 | 코오롱건설주식회사 | 코일형 지열교환기 |
| JP2009162011A (ja) * | 2008-01-09 | 2009-07-23 | Wataru Adachi | 地中開羽型熱交換杭と井戸兼用型熱交換システム及び土壌改良剤注入杭 |
| JP4609953B2 (ja) * | 2008-01-09 | 2011-01-12 | 亘 安達 | 地中開羽型熱交換杭と井戸兼用型熱交換システム及び土壌改良剤注入杭 |
| KR101126026B1 (ko) | 2010-07-01 | 2012-03-20 | 대림산업 주식회사 | 지중열 복원이 가능한 지중열 교환기 및 이를 이용한 지중열 교환 시스템 |
| WO2012060913A1 (en) * | 2010-11-04 | 2012-05-10 | Geoenergy Enterprises, Llc. | Geothermal system |
| WO2012060912A1 (en) * | 2010-11-04 | 2012-05-10 | Geoenergy Enterprises, Llc. | Geothermal column |
| WO2012064387A1 (en) * | 2010-11-08 | 2012-05-18 | Geoenergy Enterprises, Llc | Method of heating/cooling structure using geothermal system |
| CN112197445A (zh) * | 2020-10-21 | 2021-01-08 | 江门市锦鸿新能源技术研发有限公司 | 一种新型太阳能与地热能复合的可再生能源系统 |
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