JP2002030717A

JP2002030717A - 下水利用熱源設備構築用の下水用管

Info

Publication number: JP2002030717A
Application number: JP2000217425A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Takashina; 良男高階; Masahisa Fukahori; 賢久深堀
Original assignee: ACE PLAN KK; Kubota Corp
Current assignee: ACE PLAN KK; Kubota Corp
Priority date: 2000-07-18
Filing date: 2000-07-18
Publication date: 2002-01-31

Abstract

(57)【要約】【課題】下水利用熱源設備の構築を容易化する。【解決手段】下水利用熱源設備の構築に用いる下水用
管の構造として、一端から導入した熱媒Ｌを他端から導
出する伝熱管１を下水用管本体２の外周面に沿わせてそ
の下水用管本体２に取り付けた構造にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は下水利用熱源設備の
構築に用いる下水用管に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、下水を利用した熱源設備としては
次の（イ）〜（ハ）の形式のものが知られている。

【０００３】（イ）図９に示す如く、埋設下水管や下水
開渠などの下水路Ｍから下水Ｗをポンプにより汲み出
し、その汲み出し下水Ｗを熱交換器Ｘで熱媒Ｌと熱交換
させる形式（例えば、特開平８−２１６７３号公報参
照）。

【０００４】（ロ）図１０や図１１に示す如く、熱媒Ｌ
を管内通過させる伝熱管Ｙ（すなわち熱交換器）を下水
Ｗ中に浸漬させる状態で下水路Ｍやその途中の下水升部
Ｍ′などに設置する形式。

【０００５】（ハ）図１２に示す如く、ヒートパイプＺ
の蒸発部ａを埋設下水管２′の外面に接触させ、かつ、
ヒートパイプＺの凝縮部ｂを融雪対象箇所に位置させる
状態にヒートパイプＺを設置し、これにより、下水Ｗの
保有熱を融雪対象箇所に汲み上げる方式（例えば、特開
平６−１３６７１４号公報参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記（イ），
（ロ）の形式では次のａ，ｂの問題があった。ａ．下水Ｗ中の種々混在物が熱交換器Ｘの内部流路に付
着堆積したり浸漬伝熱管Ｙに引っ掛かり易く、これに対
するメンテナンスや何らかの防御対策が必要になる。ｂ．種々の腐食性成分を含む下水Ｗが熱交換器Ｘの内部
や浸漬伝熱管Ｙに直接に接触するため、熱交換器Ｘや浸
漬伝熱管Ｙの劣化が早い。

【０００７】また、上記（ハ）の形式では次のｃ，ｄの
問題があった。ｃ．ヒートパイプＺには、その設置姿勢が蒸発部ａを下
にした縦姿勢に限られる、また、蒸発部ａがパイプの端
部位置に限られる、また、実用的な熱運搬効率を得るの
にパイプの最大長が限られるといった制約があることか
ら、例えば、下水管２′の施設方向における大きな範囲
から下水熱を採取しようとすると、多数のヒートパイプ
Ｚを各々縦姿勢で下水管施設方向に並列に設置すること
が必要になるなど、設備施工が難しくなる場合が多く、
施設条件によっては設備の設置そのものが無理な場合も
多い。ｄ．ヒートパイプＺの上記の如き設置姿勢の制約から、
ヒートパイプＺの下端部を凝縮部ｂにして埋設下水管
２′に接触させるといった設備形態、すなわち、埋設下
水管２′の下水Ｗを放熱源に利用する設備形態を採るこ
とができない。

【０００８】これらの実情に鑑み、本発明の主たる課題
は、下水用管に対する合理的な改良により、上記の如き
問題を効果的に解消し、特に下水利用熱源設備の構築を
大巾に容易化する点にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】〔１〕請求項１に係る発
明では、下水利用熱源設備の構築に用いる下水用管の構
造として、一端から導入した熱媒を他端から導出する伝
熱管を下水用管本体の外周面に沿わせてその下水用管本
体に取り付けた構造にする。

【００１０】つまり、この下水用管を用いた下水利用熱
源設備の構築では、上記の如く伝熱管を予め取り付けた
下水用管本体を設備の施設予定地に送り、その施設予定
地で、この下水用管本体を用いて下水路を形成するとと
もに、その下水用管本体に取り付けられている伝熱管に
熱媒の給排管を接続して、下水利用熱源設備を構築す
る。

【００１１】そして、この下水利用熱源設備では、上記
伝熱管の管内通過過程で熱媒を伝熱管の管壁及び下水用
管本体の管壁を介して下水用管本体内の下水（すなわ
ち、下水用管により形成した下水路の下水）と熱交換さ
せ、これにより、伝熱管に導入する熱媒よりも下水温度
が高い場合では、下水の保有熱を熱媒に回収して種々の
用途に利用し、また、伝熱管に導入する熱媒よりも下水
温度が低い場合では、下水を放熱源に利用して熱媒の担
う不要熱を放熱させる。

【００１２】すなわち、上記構造の下水用管を用いた下
水利用熱源設備であれば、先述の（イ）〜（ハ）の従来
形式の設備に比べ、次のＡ〜Ｄの効果を得ることができ
る。

【００１３】Ａ．先の（イ），（ロ）の形式の如く下水
中の混在物が熱交換器の内部流路に付着堆積したり浸漬
伝熱管に引っ掛かるといったことがないことから、メン
テナンスの負担が小さく、また、下水中混在物の付着堆
積や引っ掛かりに対する特別な防御対策も不要になる。

【００１４】Ｂ．種々の腐食性成分を含む下水と伝熱管
との直接接触による伝熱管の劣化促進がないことから、
高い耐用性を得ることができる。

【００１５】Ｃ．一端から導入した熱媒を他端から送出
するだけの上記伝熱管については、ヒートパイプの如き
種々の制約（先述した設置姿勢の制限など）がないこと
から、設備施工が容易で、その分、設備コストも安価に
なり、また、施設条件によって設備の設置そのものが難
しくなるといったことを少なくできる。

【００１６】Ｄ．前記の如く下水からの熱回収と下水へ
の放熱とのいずれにも使用できることで、汎用性に優れ
た下水利用熱源設備となる。

【００１７】そしてまた、これらＡ〜Ｄの効果に加え、
上記構造の下水用管であれば次のＥ，Ｆの効果を合わせ
得ることができる。

【００１８】Ｅ．設備の施設予定地で下水用管（その本
体）と伝熱管とを個々に設置施工するのでは、それらの
設置に２工程が必要になって施工に要する期間が長くな
るとともに施工作業が煩雑化するが、上記の如く下水用
管本体に伝熱管を取り付けてあれば、施設予定地での下
水用管本体の設置に伴い伝熱管の設置も完了できて、そ
の分、施工期間を短くし得るとともに施工作業を簡略化
することができ、この点で、上記したＣ．の設備施工の
容易化と相俟って下水利用熱源設備の構築を大巾に容易
化することができる。

【００１９】Ｆ．伝熱管を下水用管本体の外周面に沿わ
せてその下水用管本体に取り付ける構造であるから、下
水用管本体には従前の下水用管をほぼそのまま使用する
ことができ、この点、二重管構造にして内管と外管の間
に下水と熱媒とのいずれか一方を通過させ、かつ、内管
に他方を通過させる熱交換形式や、管内を仕切り壁によ
り２流路に仕切って一方の流路に下水を通過させ、か
つ、他方の流路に熱媒を通過させる熱交換形式などに比
べ、管の製作に要するコストの上昇を抑止して下水利用
熱源設備の設備コストを安価にすることができる。

【００２０】なお、請求項１に係る発明の実施におい
て、伝熱管に通過させる熱媒には、下水からの熱回収の
場合、融雪用や凍結防止用などの負荷熱交換器に対して
循環供給するブラインや水、温熱源装置としてのヒート
ポンプの吸熱側熱交換器（冷媒蒸発器）に対して循環供
給するブラインや水、温熱源装置としてのヒートポンプ
における蒸発対象冷媒（すなわち、伝熱管をヒートポン
プの冷媒蒸発器として機能させる形態）など、種々のも
のを使用できる。

【００２１】また、下水への放熱の場合、冷却用の負荷
熱交換器に対して循環供給するブラインや水、冷熱源装
置としてのヒートポンプの放熱側熱交換器（冷媒凝縮
器）に対して循環供給するブラインや水、冷熱源装置と
してのヒートポンプにおける凝縮対象冷媒（すなわち、
伝熱管をヒートポンプの冷媒凝縮器として機能させる形
態）など、同様に種々のものを熱媒に使用できる。

【００２２】また、本発明で言う下水とは、一般下水に
限られるものではなく、工場排水やトンネルからの湧き
水排水などであってもよい。

【００２３】〔２〕請求項２に係る発明では、請求項１
に係る発明の実施において、前記伝熱管を前記下水用管
本体に対し螺旋状に巻き付ける状態に取り付けた構造に
する。

【００２４】つまり、この構造であれば、施設後におけ
る下水用管本体内の下水と伝熱管内の通過熱媒との熱交
換の伝熱面積及び熱交換時間を、伝熱管の上記螺旋状の
巻き付け配置により大きく確保することができ、これに
より、下水からの熱回収の場合にはその回収熱量を、ま
た、下水への放熱の場合にはその放熱量を大きく確保す
ることができる。

【００２５】なお、一端から導入した熱媒を他端から送
出するだけの伝熱管は、ヒートパイプの如き種々の制約
がなく、また、ヒートパイプに比べ加工も容易であるこ
とから、伝熱管を螺旋状の巻き付け状態で下水用管本体
に取り付けることは容易であり、この構造によって下水
用管の製作コストが特に大きく増大することはない。

【００２６】伝熱管を下水用管本体に対し螺旋状に巻き
付ける状態に取り付けるには、伝熱管を１列の巻き付け
状態にするに限らず、伝熱管を複数列の並列状態で螺旋
状に巻き付ける形態を採用してもよい。

【００２７】〔３〕請求項３に係る発明では、請求項１
に係る発明の実施において、前記伝熱管を前記下水用管
本体の管芯方向に延びる並列の管列状態で前記下水用管
本体に取り付けた構造にする。

【００２８】つまり、この構造であれば、施設後におけ
る下水用管本体内の下水と伝熱管内の通過熱媒との熱交
換の伝熱面積及び熱交換時間を、伝熱管の下水用管本体
管芯方向に延びる上記並列の管列配置により大きく確保
することができ、これにより、請求項２に係る発明と同
様、下水からの熱回収の場合にはその回収熱量を、ま
た、下水への放熱の場合にはその放熱量を大きく確保す
ることができる。

【００２９】なお、前述の如く、一端から導入した熱媒
を他端から送出するだけの伝熱管は、ヒートパイプの如
き種々の制約がなく、また、ヒートパイプに比べ加工も
容易であることから、伝熱管を下水用管本体の管芯方向
に延びる並列の管列状態で下水用管本体に取り付けるこ
とは容易であり、この構造によって下水用管の製作コス
トが特に大きく増大することはない。

【００３０】伝熱管を下水用管本体の管芯方向に延びる
並列の管列状態で下水用管本体に取り付けるには、伝熱
管の並列の管列を下水用管本体の周方向で等間隔に配置
する形態、あるいは、下水用管本体の周方向における特
定箇所に対して集積状態に配置する形態のいずれを採用
してもよいが、下水路は一般に非満水状態で下水を流す
ことから、また、下水流量の増減もあることから、この
ような場合には、施設後における下水用管本体内の下水
と伝熱管内の通過熱媒とを効率的に熱交換させる上で、
また、下水流量の変化による影響の少ない状態で安定的
に熱交換させる上で、伝熱管の並列の管列を下水用管本
体の周方向における底部箇所に対して集積状態に配置す
るのが望ましい。

【００３１】また、並列の管列状態にした伝熱管に対す
る熱媒通過については、並列の管列に対し熱媒を並列に
通過させる形態、あるいは、並列の管列を蛇行状に接続
して並列の管列に対し熱媒を直列に通過させる形態、あ
るいはまた、それら並列通過と直列通過とを組み合わせ
た形態のいずれを採用してもよい。

【００３２】〔４〕請求項４に係る発明では、請求項１
〜３のいずれか１項に係る発明の実施において、前記伝
熱管の一端側管端と他端側管端を、前記下水用管本体の
一端側管端部と他端側管端部とに振り分けて配置した構
造にする。

【００３３】つまり、この構造であれば、設備の施設予
定地で下水用管本体どうしを順次連結して下水路を形成
する際、一方の下水用管本体に取り付けられている伝熱
管の一端側管端と、他方の下水用管本体に取り付けられ
ている伝熱管の他端側管端とが、それら下水用管本体ど
うしの連結箇所で互いに近傍に位置する状態となって、
これら取り付け伝熱管どうしの接続を容易に能率良く行
なうことができ、これにより、下水用管本体夫々の取り
付け伝熱管どうしを直列接続する設備形態を採る場合
に、その下水利用熱源設備の構築を一層容易にすること
ができる。

【００３４】〔５〕請求項５に係る発明では、請求項１
〜３のいずれか１項に係る発明の実施において、前記伝
熱管の一端側管端と他端側管端を、前記下水用管本体の
管芯方向において互いに近傍箇所に配置した構造にす
る。

【００３５】つまり、この構造であれば、設備の施設予
定地で下水用管本体に取り付けられている伝熱管に熱媒
の給排管を接続する際、その取り付け伝熱管の一端側管
端に対する熱媒給排管の供給側管（ないし排出側管）の
接続と、その取り付け伝熱管の他端側管端に対する熱媒
給排管の排出側管（ないし供給側管）の接続とを、互い
に近傍箇所で容易に能率良く行うことができ、これによ
り、個々の下水用管本体の取り付け伝熱管に熱媒給排管
の供給側管及び排出側管を接続する設備形態を採る場合
に、その下水利用熱源設備の構築を一層容易にすること
ができる。

【００３６】〔６〕請求項６に係る発明では、請求項１
〜５のいずれか１項に係る発明の実施において、前記伝
熱管の管端に管継ぎ手を取り付けた構造にする。

【００３７】つまり、この構造であれば、設備の施設予
定地で、下水管本体に取り付けられている伝熱管に熱媒
給排管を接続したり、下水用管本体夫々の取り付け伝熱
管どうしを接続する際、それら接続を伝熱管の管端に予
め取り付けられている管継ぎ手を用いて容易に能率良く
行なうことができ、この点で、下水利用熱源設備の構築
を一層容易にすることができる。

【００３８】〔７〕請求項７に係る発明では、請求項１
〜６のいずれか１項に係る発明の実施において、前記伝
熱管に可撓性を有する合成樹脂管を用いた構造にする。

【００３９】つまり、伝熱管に可撓性を有する合成樹脂
管を用いれば、剛管である金属管を伝熱管に用いるに比
べ、下水用管本体の外周面に沿わせる状態での下水用管
本体に対する伝熱管の取り付けを容易にすることがで
き、これにより、下水用管の製作コストをより安価にす
ることができる。

【００４０】また、合成樹脂管は一般に耐食性に優れる
ことから、下水用管本体に取り付けておく伝熱管に合成
樹脂管を用いれば、構築する下水利用熱源設備の耐用性
も一層高めることができる。

【００４１】〔８〕請求項８に係る発明では、請求項１
〜７のいずれか１項に係る発明の実施において、前記下
水用管本体の外周面のうち前記伝熱管の不存部分を外部
に対して断熱状態にする断熱材を付設した構造にする。

【００４２】つまり、この構造であれば、施設後の下水
用管本体において、その外周面のうち伝熱管の不存部分
から下水熱が外部に放散すること（すなわち、下水保有
熱を回収利用する場合では温熱の外部放散、一方、下水
を放熱源として利用する場合では冷熱の外部放散）を上
記断熱材により抑止することができて、その分、施設後
における下水用管本体内の下水と伝熱管内の通過熱媒と
の熱交換効率を高めることができ、これにより、下水か
らの熱回収の場合にはその回収熱量を、また、下水への
放熱の場合にはその放熱量を一層大きく確保することが
できる。

【００４３】なお、上記断熱材を付設するにあたって
は、下水用管本体の外周面のうち伝熱管の不存部分に対
してのみ断熱材を付設する形態、あるいは、下水用管本
体の外周面と断熱材との間に伝熱管を挟む状態で伝熱管
の存在部分も含めて断熱材を付設する形態のいずれを採
用してもよい。

【００４４】

〔９〕請求項９に係る発明では、請求項１
〜８のいずれか１項に係る発明の実施において、前記下
水用管本体の外周面との間に前記伝熱管を位置させた状
態で前記下水用管本体の外周部を覆う保護カバーを付設
した構造にする。

【００４５】つまり、この構造であれば、伝熱管を取り
付けた下水用管本体を設備の施設予定地に運搬する際
や、その下水用管本体を設備の施設予定地で掘削溝孔に
設置する際などに、取り付け伝熱管を他物との衝突など
で損傷することを上記保護カバーにより防止することが
でき、これにより、伝熱管損傷による施工の遅滞を回避
できる点で、下水利用熱源設備の構築を一層容易にする
ことができる。

【００４６】また、上記保護カバーにより設備構築後に
おける伝熱管の劣化も効果的に防止できて、下水利用熱
源設備の耐用性も一層高めることができる。

【００４７】なお、断熱材を付設する請求項８に係る発
明を合わせて実施する場合、下水用管本体の外周面と保
護カバーとの間に伝熱管及び断熱材を位置させる状態に
保護カバーを付設することにより、断熱材の保護も合わ
せ図ることができ、また同時に、断熱材をもって保護カ
バーのへこみ損傷も防止することができる。

【００４８】〔１０〕請求項１０に係る発明では、請求
項１〜９のいずれか１項に係る発明の実施において、前
記伝熱管に熱媒を封入した構造にする。

【００４９】つまり、この構造であれば、設備の施設予
定地で、下水管本体に取り付けられている伝熱管に熱媒
給排管や他の伝熱管を接続してそれら伝熱管に熱媒を満
たす際、その伝熱管に予め熱媒が封入されていること
で、伝熱管内の空気を抜く作業を不要ないし簡単にする
ことができ、この点で、下水利用熱源設備の構築を一層
容易にすることができる。

【００５０】なお、伝熱管に封入しておく熱媒は、設備
の施設後において伝熱管に通過させる熱媒と必ずしも同
種のものである必要はなく、設備の施設後における通過
熱媒との混在が許されるものであれば異種の熱媒であっ
てもよい。

【００５１】また、請求項１０に係る発明の実施にあた
っては、伝熱管の管端部に熱媒封入用のバルブを取り付
けておき、これにより、設備の施設予定地で伝熱管を熱
媒給排管や他の伝熱管に接続した後に、そのバルブの開
き操作をもって、伝熱管を熱媒給排管や他の伝熱管との
熱媒充填下の連通状態に容易に移行できるようにするの
がよい。

【００５２】〔１１〕請求項１１に係る発明では、請求
項１〜９のいずれか１項に係る発明の実施において、前
記伝熱管の管内を真空にした構造にする。

【００５３】つまり、この構造であれば、設備の施設予
定地で、下水管本体に取り付けられている伝熱管に熱媒
給排管や他の伝熱管を接続してそれら伝熱管に熱媒を満
たす際、その伝熱管の管内が予め真空引きされているこ
とで、伝熱管内の空気を抜く作業を不要ないし簡単にす
ることができ、この点で、請求項１０に係る発明と同様
に下水利用熱源設備の構築を一層容易にすることができ
る。

【００５４】そして、伝熱管にヒートポンプの蒸発対象
冷媒を通過させて伝熱管をヒートポンプの冷媒蒸発器と
して機能させる設備形態を採る場合や、伝熱管にヒート
ポンプの凝縮対象冷媒を通過させて伝熱管をヒートポン
プの冷媒凝縮器として機能させる設備形態を採る場合に
は、伝熱管の管内を所要の真空度に保つ必要があること
から、このような設備形態を採る場合に特に有効な手段
となる。

【００５５】なお、請求項１１に係る発明の実施にあた
っては、請求項１０に係る発明と同様、伝熱管の管端部
に真空保持用のバルブを取り付けておき、これにより、
設備の施設予定地で伝熱管を熱媒給排管や他の伝熱管に
接続した後に、このバルブの開き操作をもって、伝熱管
を熱媒給排管や他の伝熱管との連通状態に容易に移行で
きるようにするのがよい。

【００５６】

【発明の実施の形態】〔第１実施形態〕図１，図２は下
水利用熱源設備の構築に用いる下水用管Ｐを示し、この
下水用管Ｐは、一端から導入した熱媒Ｌを他端から送出
する伝熱管１を螺旋状に巻き付ける状態で下水用管本体
２の外周面に沿わせて下水用管本体２に取り付けた構造
にしてあり、また、この下水用管本体２には、その外周
面との間に伝熱管１を挟む状態で伝熱管１の存在部分も
含めて下水用管本体２の外周面のほぼ全体を被覆する断
熱材３、及び、下水用管本体２の外周面との間に伝熱管
１及び断熱材３を位置させた状態で下水用管本体２の外
周部のほぼ全体を覆う保護カバー４を付設してある。

【００５７】伝熱管１の一端側管端１ａと他端側管端１
ｂは、下水用管本体２の一端側管端部と他端側管端部と
に振り分け配置して保護カバー４の外部へ延出させてあ
り、また、伝熱管１の両管端１ａ，１ｂには管継ぎ手５
及び熱媒封入用のバルブ６を取り付け、伝熱管１の管内
に熱媒Ｌを充填した上で、このバルブ６による閉塞をも
って伝熱管１の管内に熱媒Ｌを封入してある。

【００５８】なお、１ｃは伝熱管１を下水用管本体２に
取り付ける固定具である。

【００５９】図３は、上記の下水用管Ｐを用いて構築し
た融雪設備を示し、この融雪設備の構築については、上
記の如く伝熱管１を予め取り付けた下水用管本体２を設
備の施設予定地に出荷し、その施設予定地において下水
路施設用に掘削形成した溝孔７内で下水用管本体２を順
次連結することにより下水路Ｍを形成する。

【００６０】また、下水用管本体２どうしの連結箇所に
おいて、一方の下水用管本体２に取り付けられている伝
熱管１の一端側管端１ａと、他方の下水用管本体２に取
り付けられている伝熱管１の他端側管端１ｂとを、それ
ら管端１ａ，１ｂに付設の管継ぎ手５を用いて接続する
ことにより、下水用管本体２夫々の取り付け伝熱管１ど
うしを直列に接続する。

【００６１】そしてまた、それら伝熱管１の直列接続群
における一端側の伝熱管管端１ａと他端側の伝熱管管端
１ｂとを、道路や駐車場などの路面下に設置した融雪用
熱交換器８に対する熱媒循環路９の往管９ａと復管９ｂ
とに、それら管端１ａ，１ｂに付設の管継ぎ手５を用い
て各別に接続するとともに、下水用管本体２夫々の取り
付け伝熱管１における管端１ａ，１ｂの熱媒封入用バル
ブ６を開いて、各伝熱管１、並びに、熱媒循環路９の往
管９ａ及び復管９ｂを熱媒充填下の連通状態にし、その
状態で溝孔７を埋め戻す。

【００６２】２′は伝熱管１を取り付けてある上記の下
水用管本体２とともに下水路Ｍを形成する通常の下水用
管（すなわち、伝熱管１を取り付けていない下水用管本
体）である。

【００６３】つまり、この融雪設備では、熱媒循環路９
（すなわち、伝熱管１に対する熱媒給排管）を通じて伝
熱管１の直列接続群と融雪用熱交換器８との間で循環ポ
ンプ１０により熱媒Ｌ（例えばブライン）を循環させる
ことにより、その熱媒Ｌを各伝熱管１の管内通過過程で
伝熱管１の管壁及び下水用管本体２の管壁を介して下水
路Ｍの下水Ｗと熱交換させ、この熱交換で熱媒Ｌに回収
した下水保有熱を熱媒循環に伴い融雪用熱交換器８で放
熱させて道路や駐車場の融雪を行なう。

【００６４】なお、本第１実施形態では、融雪用熱交換
器８と伝熱管１との間で熱媒Ｌを循環させる例を示した
が、同様の設備構成で路面凍結防止用などの負荷熱交換
器と伝熱管１との間で熱媒Ｌを循環させて、下水Ｗから
の回収熱により凍結防止を行なうようにしてもよく、ま
た、同様の設備構成で冷却用の負荷熱交換器と伝熱管１
との間で熱媒Ｌを循環させて、下水Ｗを放熱源に利用す
る形態で負荷熱交換器において種々の冷却を行なうよう
にしてもよい。

【００６５】〔第２実施形態〕図４は、図１，図２に示
した前述の下水用管Ｐを用いて構築したヒートポンプ設
備を示し、伝熱管１を予め取り付けた下水用管本体２を
設備の施設予定地に送って設備を構築する点は第１実施
形態と同様である。

【００６６】１１は圧縮式ヒートポンプであり、このヒ
ートポンプ１１は、熱源側熱交換器１２、負荷側熱交換
器１３、圧縮機１４、膨張弁１５、四方弁１６を主要構
成装置とするヒートポンプ回路（冷凍回路）を備え、四
方弁１６による冷媒経路の切り換えにより温熱発生運転
と冷熱発生運転との切り換えを行なう。

【００６７】すなわち、四方弁１６による冷媒経路の切
り換えにより、温熱発生運転では、熱源側熱交換器１２
を冷媒蒸発器として機能させ、かつ、負荷側熱交換器１
３を冷媒凝縮器として機能させる。また、冷熱発生運転
では逆に、熱源側熱交換器１２を冷媒凝縮器として機能
させ、かつ、負荷側熱交換器１３を冷媒蒸発器として機
能させる。

【００６８】１７はヒートポンプ１１の熱源側熱交換器
１２と伝熱管１の直列接続群との間で循環ポンプ１８に
より熱源側熱媒Ｌを循環させる熱源側の熱媒循環路（す
なわち、伝熱管１に対する熱媒給排管）であり、このヒ
ートポンプ設備では、その構築時に、この熱媒循環路１
７の往管１７ａと復管１７ｂとに対して、伝熱管１の直
列接続群における一端側の伝熱管管端１ａと他端側の伝
熱管管端１ｂとを、それら管端１ａ，１ｂに予め付設の
管継ぎ手５を用いて各別に接続する。

【００６９】一方、１９はヒートポンプ１１の負荷側熱
交換器１３と負荷装置２０との間で循環ポンプ２１によ
り負荷側熱媒Ｌ′を循環させる負荷側の熱媒循環路であ
る。

【００７０】つまり、このヒートポンプ設備では、温熱
需要期（特に冬季）にヒートポンプ１１の温熱発生運転
を行なうことにより、伝熱管１の管内通過過程における
下水Ｗとの熱交換で下水保有熱を回収した熱源側熱媒Ｌ
に対して冷媒蒸発器としての熱源側熱交換器１２（すな
わち、温熱発生運転における吸熱側熱交換器）を吸熱作
用させる形態で、冷媒凝縮器としての負荷側熱交換器１
３（すなわち、温熱発生運転における放熱側熱交換器）
において温熱を発生させ、この発生温熱を負荷側熱媒
Ｌ′の循環をもって負荷装置２０に供給する。

【００７１】また、冷熱需要期（特に夏季）にヒートポ
ンプ１１の冷熱発生運転を行なうことにより、伝熱管１
の管内通過過程における下水Ｗとの熱交換で下水Ｗに放
熱した熱源側熱媒Ｌに対して冷媒凝縮器としての熱源側
熱交換器１２（すなわち、冷熱発生運転における放熱側
熱交換器）を放熱作用させる形態で、冷媒蒸発器として
の負荷側熱交換器１３（すなわち、冷熱発生運転におけ
る吸熱側熱交換器）において冷熱を発生させ、この発生
冷熱を負荷側熱媒Ｌ′の循環をもって負荷装置２０に供
給する。

【００７２】なお、本第２実施形態では、ヒートポンプ
１１の温熱発生運転と冷熱発生運転との切り換えで下水
Ｗからの熱回収と下水Ｗへの放熱とを選択的に行なうヒ
ートポンプ設備を示したが、温熱発生運転のみを行なう
ヒートポンプの吸熱側熱交換器と伝熱管１との間で熱媒
Ｌを循環させるようにして、下水Ｗからの熱回収のみを
行なうヒートポンプ設備を構築してもよく、また逆に、
冷熱発生運転のみを行なうヒートポンプの放熱側熱交換
器と伝熱管１との間で熱媒Ｌを循環させるようにして、
下水Ｗへの放熱のみを行なうヒートポンプ設備を構築し
てもよい。

【００７３】〔第３実施形態〕図５，図６は、構造を一
部変更した下水利用熱源設備構築用の下水用管Ｐ′を示
し、この下水用管Ｐ′では、伝熱管１を下水用管本体２
の管芯方向に延びる並列の管列状態で下水用管本体２の
外周面に沿わせて下水用管本体２に取り付け、その上
で、前述と同様の断熱材３及び保護カバー４を下水用管
本体２に付設してある。

【００７４】伝熱管１の一端側管端１ａと他端側管端１
ｂは、下水用管本体２の管芯方向において互いに近傍箇
所に配置して保護カバー４の外部へ延出させてあり、ま
た、伝熱管１の両管端１ａ，１ｂには管継ぎ手５及び真
空保持用のバルブ６′を取り付け、伝熱管１の管内を真
空引きした上で、このバルブ６′による閉塞をもって伝
熱管１の管内を真空状態に保ってある。

【００７５】なお、並列の管列にした伝熱管１は蛇行状
に接続して熱媒Ｌを直列に通過させる通過させるように
してある。

【００７６】図７は、上記の下水用管Ｐ′を用いて構築
したヒートポンプ設備を示し、このヒートポンプ設備の
構築については、第１及び第２実施形態と同様、上記の
如く伝熱管１を予め取り付けた下水用管本体２を設備の
施設予定地に出荷し、その施設予定地において下水路施
設用に掘削形成した溝孔７内で、伝熱管１を予め取り付
けてある下水用管本体２を他の通常の下水用管２′（伝
熱管１を取り付けていない下水用管本体）と連結するこ
とにより下水路Ｍを形成する。

【００７７】また、その下水用管本体２に取り付けられ
ている伝熱管１の一端側管端１ａ及び他端側管端１ｂ
を、後述のヒートポンプ２２から延出した冷媒循環路２
３（すなわち、伝熱管１に対する熱媒給排管）の往管２
３ａと復管２３ｂとに、それら管端１ａ，１ｂに付設の
管継ぎ手５を用いて接続し、その後、その取り付け伝熱
管１における管端１ａ，１ｂの真空保持用バルブ６′を
開いて、伝熱管１、並びに、冷媒循環路２３の往管２３
ａ及び復管２３ｂを冷媒動作に適した真空度の連通状態
にし、その状態で溝孔７を埋め戻す。

【００７８】ヒートポンプ２２は、下水用管本体２の取
り付け伝熱管１、負荷側熱交換器２４、圧縮機２５、膨
張弁２６、四方弁２７を主要構成装置としてヒートポン
プ回路（冷凍回路）を構成するものであり、四方弁２７
による冷媒経路の切り換えにより、下水用管本体２の取
り付け伝熱管１を冷媒蒸発器として機能させ、かつ、負
荷側熱交換器２４を冷媒凝縮器として機能させる温熱発
生運転と、これとは逆に、下水用管本体２の取り付け伝
熱管１を冷媒凝縮器として機能させ、かつ、負荷側熱交
換器２４を冷媒蒸発器として機能させる冷熱発生運転と
の切り換えを行なう。

【００７９】２８はヒートポンプ２２の負荷側熱交換器
２４と負荷装置２９との間で循環ポンプ３０により負荷
側熱媒Ｌ′を循環させる負荷側の熱媒循環路である。

【００８０】つまり、このヒートポンプ設備では、温熱
需要期（特に冬季）にヒートポンプ２２の温熱発生運転
を行なうことにより、ヒートポンプ２２における蒸発対
象冷媒Ｒ（すなわち、膨張弁２６を通過した冷媒）を伝
熱管１の管内通過過程で下水路Ｍの下水Ｗと熱交換させ
て下水保有熱の奪取により蒸発させる形態のヒートポン
プ運転を実施し、この運転で冷媒凝縮器としての負荷側
熱交換器２４で温熱を発生させて、その発生温熱を負荷
側熱媒Ｌ′の循環により負荷装置２９に供給する。

【００８１】また、冷熱需要期（特に夏季）にヒートポ
ンプ２２の冷熱発生運転を行なうことにより、ヒートポ
ンプ２２の凝縮対象冷媒Ｒ（すなわち、圧縮機２５の吐
出冷媒）を伝熱管１の管内通過過程で下水路Ｍの下水Ｗ
と熱交換させて下水Ｗへの放熱により凝縮させる形態の
ヒートポンプ運転を実施し、この運転で冷媒蒸発器とし
ての負荷側熱交換器２４で冷熱を発生させて、その発生
冷熱を負荷側熱媒Ｌ′の循環により負荷装置２９に供給
する。

【００８２】なお、本第３実施形態の下水用管Ｐ′で
は、伝熱管１の並列の管列を下水用管本体２の周方向に
均等に分散配置にした構造にしたが、これに代え、図８
に示す如く、伝熱管１の並列の管列を下水用管本体２の
底部側に集積配置するようにしてもよく、また、並列の
管列にした伝熱管１に対し熱媒（冷媒Ｒ）を直列に通過
させるに代えて、伝熱管１の並列の管列に対し熱媒（冷
媒Ｒ）を並列に通過させる構造にしてもよい。

【００８３】また、本第３実施形態では、第２実施形態
と同様、ヒートポンプ２２の温熱発生運転と冷熱発生運
転との切り換えで下水Ｗからの熱回収と下水Ｗへの放熱
とを選択的に行なうヒートポンプ設備を示したが、温熱
発生運転のみを行なうヒートポンプの蒸発対象冷媒Ｒを
伝熱管１に通過させるようにして、下水Ｗからの熱回収
のみを行なうヒートポンプ設備を構築してもよく、また
逆に、冷熱発生運転のみを行なうヒートポンプの凝縮対
象冷媒Ｒを伝熱管１に通過させるようにして、下水Ｗへ
の放熱のみを行なうヒートポンプ設備を構築してもよ
い。

【００８４】〔別実施形態〕次に別実施形態を列記す
る。

【００８５】下水用管本体２に対する伝熱管１の取り付
けには、固定具による取り付けや、溶接による取り付け
を初め、種々の取り付け手段を採用できる。

【００８６】伝熱管１の断面形状は円形、楕円、矩形な
ど、どのような形状であってもよく、また、下水用管本
体２との伝熱面積を大きく確保するための片部を備えさ
せた構造にしてもよい。

【００８７】伝熱管１には、金属管や合成樹脂管など、
種々の材質のものを使用できるが、伝熱管１に可撓性を
有する合成樹脂管を用いれば、下水用管本体２に対する
伝熱管１の取り付けを容易にすることができる。

【００８８】本発明の下水用管を用いて構築する下水利
用熱源設備は、下水からの熱回収を目的とする設備、あ
るいは、下水への放熱を目的とする設備のいずれであっ
てもよく、また、下水からの熱回収を目的とする場合の
回収熱の用途や、下水への放熱を目的とする場合の放熱
の目的も、夫々、どのようなものであってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態を示す下水用管の一部破断斜視図

【図２】第１実施形態を示す下水用管の横断面図

【図３】第１実施形態を示す融雪設備の構成図

【図４】第２実施形態を示すヒートポンプ設備の構成図

【図５】第３実施形態を示す下水用管の一部破断斜視図

【図６】第３実施形態を示す下水用管の横断面図

【図７】第３実施形態を示すヒートポンプ設備の構成図

【図８】他の実施形態を示す下水用管の概略斜視図

【図９】従来例を示す設備構成図

【図１０】従来例を示す設備構成図

【図１１】従来例を示す設備構成図

【図１２】従来例を示す設備構成図

【符号の説明】

１伝熱管１ａ，１ｂ伝熱管の管端２下水用管本体３断熱材４保護カバー５管継ぎ手Ｌ，Ｒ熱媒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者深堀賢久大阪府枚方市中宮大池１丁目１番１号株式会社クボタ枚方製造所内Ｆターム(参考） 2D063 BA00 BA02 BA19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一端から導入した熱媒を他端から導出す
る伝熱管を下水用管本体の外周面に沿わせてその下水用
管本体に取り付けてある下水利用熱源設備構築用の下水
用管。
【請求項２】前記伝熱管を前記下水用管本体に対し螺
旋状に巻き付ける状態に取り付けてある請求項１記載の
下水利用熱源設備構築用の下水用管。
【請求項３】前記伝熱管を前記下水用管本体の管芯方
向に延びる並列の管列状態で前記下水用管本体に取り付
けてある請求項１記載の下水利用熱源設備構築用の下水
用管。
【請求項４】前記伝熱管の一端側管端と他端側管端
を、前記下水用管本体の一端側管端部と他端側管端部と
に振り分けて配置してある請求項１〜３のいずれか１項
に記載の下水利用熱源設備構築用の下水用管。
【請求項５】前記伝熱管の一端側管端と他端側管端
を、前記下水用管本体の管芯方向において互いに近傍箇
所に配置してある請求項１〜３のいずれか１項に記載の
下水利用熱源設備構築用の下水用管。
【請求項６】前記伝熱管の管端に管継ぎ手を取り付け
てある請求項１〜５のいずれか１項に記載の下水利用熱
源設備構築用の下水用管。
【請求項７】前記伝熱管に可撓性を有する合成樹脂管
を用いてある請求項１〜６のいずれか１項に記載の下水
利用熱源設備構築用の下水用管。
【請求項８】前記下水用管本体の外周面のうち前記伝
熱管の不存部分を外部に対して断熱状態にする断熱材を
付設してある請求項１〜７のいずれか１項に記載の下水
利用熱源設備構築用の下水用管。
【請求項９】前記下水用管本体の外周面との間に前記
伝熱管を位置させた状態で前記下水用管本体の外周部を
覆う保護カバーを付設してある請求項１〜８のいずれか
１項に記載の下水利用熱源設備構築用の下水用管。
【請求項１０】前記伝熱管に熱媒を封入してある請求
項１〜９のいずれか１項に記載の下水利用熱源設備構築
用の下水用管。
【請求項１１】前記伝熱管の管内を真空にしてある請
求項１〜９のいずれか１項に記載の下水利用熱源設備構
築用の下水用管。